เลือกเครื่องวัดการไหลตามที่คุณต้องการ

อัตราการไหลเป็นพารามิเตอร์ควบคุมกระบวนการที่ใช้กันทั่วไปในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม ปัจจุบันมีเครื่องวัดอัตราการไหลที่แตกต่างกันมากกว่า 100 รายการในตลาด ผู้ใช้ควรเลือกผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพและราคาสูงกว่าอย่างไร วันนี้เราจะพาทุกคนมาทำความเข้าใจลักษณะการทำงานของเครื่องวัดอัตราการไหล

การเปรียบเทียบเครื่องวัดการไหลแบบต่างๆ

ประเภทความดันแตกต่าง

ปัจจุบันเทคโนโลยีการวัดความดันแตกต่างเป็นวิธีการวัดการไหลที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งเกือบจะสามารถวัดการไหลของของไหลแบบเฟสเดียวและของไหลภายใต้อุณหภูมิสูงและแรงดันสูงภายใต้สภาพการทำงานต่างๆ ในช่วงทศวรรษ 1970 เทคโนโลยีนี้เคยครองส่วนแบ่งตลาดถึง 80% โดยทั่วไปเครื่องวัดการไหลแบบดิฟเฟอเรนเชียลจะประกอบด้วยสองส่วน ได้แก่ อุปกรณ์ควบคุมปริมาณและเครื่องส่งสัญญาณ อุปกรณ์ปีกผีเสื้อ แผ่นปากทั่วไป หัวฉีด ท่อ pitot ท่อความเร็วสม่ำเสมอ ฯลฯ หน้าที่ของอุปกรณ์ควบคุมปริมาณคือการหดตัวของไหลที่ไหลและสร้างความแตกต่างระหว่างต้นน้ำและปลายน้ำ ในบรรดาอุปกรณ์ควบคุมปริมาณต่างๆ แผ่นปากเป็นอุปกรณ์ที่นิยมใช้กันมากที่สุดเนื่องจากมีโครงสร้างที่เรียบง่ายและติดตั้งง่าย อย่างไรก็ตาม มีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับมิติการประมวลผล ตราบใดที่มีการประมวลผลและติดตั้งตามข้อกำหนดเฉพาะและข้อกำหนด การวัดการไหลก็สามารถดำเนินการได้ภายในช่วงความไม่แน่นอนหลังจากผ่านการรับรอง และไม่จำเป็นต้องมีการตรวจสอบของเหลวจริง

อุปกรณ์ควบคุมปริมาณทั้งหมดมีการสูญเสียแรงดันที่ไม่สามารถกู้คืนได้ การสูญเสียแรงดันที่ใหญ่ที่สุดคือปากที่มีขอบคม ซึ่งเท่ากับ 25%-40% ของความแตกต่างสูงสุดของเครื่องมือ การสูญเสียแรงดันของท่อ Pitot มีน้อยมากและสามารถมองข้ามได้ แต่มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงโปรไฟล์ของไหลมาก

ประเภทพื้นที่แปรผัน

ตัวแทนทั่วไปของโฟลว์มิเตอร์ประเภทนี้คือโรตามิเตอร์ ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นของมันคือเป็นแบบตรงและไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอกเมื่อทำการวัดที่ไซต์งาน

โรทามิเตอร์แบ่งออกเป็นโรทามิเตอร์แบบแก้วและโรทามิเตอร์แบบท่อโลหะตามการผลิตและวัสดุ เครื่องวัดอัตราการไหลโรเตอร์แก้วมีโครงสร้างที่เรียบง่าย มองเห็นตำแหน่งโรเตอร์ได้ชัดเจน และอ่านง่าย ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับอุณหภูมิปกติ ความดันปกติ สื่อโปร่งใสและมีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น อากาศ ก๊าซ อาร์กอน ฯลฯ โดยทั่วไปแล้ว rotameters ของท่อโลหะจะติดตั้งตัวบ่งชี้การเชื่อมต่อแม่เหล็ก ใช้ในสถานการณ์ที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง และสามารถส่งมาตรฐาน สัญญาณที่จะใช้กับเครื่องบันทึก ฯลฯ เพื่อวัดการไหลสะสม

ปัจจุบันมีมิเตอร์วัดการไหลแบบพื้นที่แปรผันแนวตั้งพร้อมหัวสปริงทรงกรวยแบบโหลดในท้องตลาด ไม่มีประเภทควบแน่นและห้องบัฟเฟอร์ มีช่วงการวัด 100:1 และมีเอาต์พุตเชิงเส้น ซึ่งเหมาะที่สุดสำหรับการวัดไอน้ำ

สั่น

เครื่องวัดอัตราการไหล Vortex เป็นตัวแทนทั่วไปของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบสั่น เป็นการวางวัตถุที่ไม่เพรียวลมในทิศทางไปข้างหน้าของของไหล และของไหลจะก่อตัวเป็นแถวกระแสน้ำวนที่ไม่สมมาตรปกติสองแถวด้านหลังวัตถุ ความถี่ของรถไฟกระแสน้ำวนเป็นสัดส่วนกับความเร็วการไหล

ลักษณะของวิธีการวัดนี้ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในท่อ ความสามารถในการทำซ้ำของการอ่าน ความน่าเชื่อถือที่ดี อายุการใช้งานที่ยาวนาน ช่วงการวัดเชิงเส้นที่กว้าง แทบไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน ความหนาแน่น ความหนืด ฯลฯ และการสูญเสียแรงดันต่ำ . ความแม่นยำสูง (ประมาณ 0.5%-1%) อุณหภูมิในการทำงานสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 300 ℃ และความดันในการทำงานสามารถเข้าถึงมากกว่า 30MPa อย่างไรก็ตาม การกระจายความเร็วของของไหลและการไหลแบบเป็นจังหวะจะส่งผลต่อความแม่นยำในการวัด

สื่อต่างๆ สามารถใช้เทคโนโลยีการตรวจจับกระแสน้ำวนที่แตกต่างกันได้ สำหรับไอน้ำ สามารถใช้แผ่นสั่นหรือคริสตัลเพียโซอิเล็กทริกได้ สำหรับอากาศ สามารถใช้ความร้อนหรืออัลตราโซนิกได้ สำหรับน้ำ เทคโนโลยีการตรวจจับเกือบทั้งหมดสามารถใช้ได้ เช่นเดียวกับแผ่นปาก กระแสน้ำวน ค่าสัมประสิทธิ์การไหลของเครื่องวัดการไหลของถนนยังถูกกำหนดโดยชุดของขนาดด้วย

แม่เหล็กไฟฟ้า

โฟลว์มิเตอร์ประเภทนี้ใช้ขนาดของแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสนำไฟฟ้าไหลผ่านสนามแม่เหล็กเพื่อตรวจจับการไหล ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับสื่อนำไฟฟ้าเท่านั้น ตามทฤษฎี วิธีการนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ ความดัน ความหนาแน่น และความหนืดของของเหลว อัตราส่วนช่วงสามารถเข้าถึง 100:1 ความแม่นยำประมาณ 0.5% เส้นผ่านศูนย์กลางท่อที่ใช้บังคับคือตั้งแต่ 2 มม. ถึง 3 ม. และแพร่หลาย ใช้ในน้ำและโคลน เยื่อกระดาษหรือการวัดการไหลของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

เนื่องจากสัญญาณอ่อน เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้า มักจะอยู่ที่ 2.5-8mV ที่เต็มสเกล และอัตราการไหลมีขนาดเล็กมากเพียงไม่กี่มิลลิโวลต์ซึ่งไวต่อการรบกวนจากภายนอก ดังนั้นจึงจำเป็นที่ตัวเรือนเครื่องส่งสัญญาณ สายไฟที่มีฉนวน ท่อวัด และท่อที่ปลายทั้งสองด้านของเครื่องส่งสัญญาณจะต้องต่อสายดินและตั้งค่าจุดต่อลงดินแยกต่างหาก ห้ามเชื่อมต่อกับกราวด์สาธารณะของมอเตอร์ เครื่องใช้ไฟฟ้า ฯลฯ

ประเภทอัลตราโซนิก

ประเภทของเครื่องวัดการไหลที่พบมากที่สุดคือเครื่องวัดการไหลแบบ Doppler และเครื่องวัดการไหลแบบความแตกต่างของเวลา เครื่องวัดอัตราการไหล Doppler ตรวจจับอัตราการไหลตามการเปลี่ยนแปลงความถี่ของคลื่นเสียงที่สะท้อนโดยเป้าหมายที่กำลังเคลื่อนที่ในของไหลที่วัดได้ วิธีนี้เหมาะสำหรับการวัดของเหลวที่มีความเร็วสูง ไม่เหมาะสำหรับการวัดของเหลวความเร็วต่ำและความแม่นยำต่ำและต้องมีความเรียบของผนังด้านในของท่อสูง แต่วงจรนั้นง่าย

โฟลว์มิเตอร์ความแตกต่างของเวลาจะวัดอัตราการไหลตามความแตกต่างของเวลาระหว่างการแพร่กระจายคลื่นอัลตราโซนิกไปข้างหน้าและข้างหลังในของเหลวฉีด เนื่องจากความแตกต่างของเวลามีขนาดเล็ก เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำในการวัด ข้อกำหนดสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์จึงสูง และต้นทุนของมิเตอร์ก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย โดยทั่วไปเครื่องวัดการไหลของความแตกต่างของเวลาเหมาะสำหรับของเหลวไหลแบบราบเรียบที่มีสนามความเร็วการไหลสม่ำเสมอ สำหรับของเหลวที่ปั่นป่วน สามารถใช้มิเตอร์วัดค่าความต่างเวลาแบบหลายลำแสงได้

สี่เหลี่ยมโมเมนตัม

โฟลว์มิเตอร์ประเภทนี้ใช้หลักการอนุรักษ์โมเมนตัม ของไหลส่งผลกระทบต่อส่วนที่หมุนเพื่อให้หมุน และความเร็วของส่วนที่หมุนจะเป็นสัดส่วนกับอัตราการไหล จากนั้นใช้วิธีการต่างๆ เช่น แม่เหล็ก เลนส์ และการนับเชิงกล เพื่อแปลงความเร็วเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อคำนวณอัตราการไหล

เครื่องวัดอัตราการไหลกังหันเป็นเครื่องมือประเภทนี้ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและมีความแม่นยำสูง เหมาะสำหรับสื่อก๊าซและของเหลว แต่มีโครงสร้างแตกต่างกันเล็กน้อย สำหรับแก๊ส มุมใบพัดมีขนาดเล็กและจำนวนใบมีดมาก ,ความแม่นยำของเครื่องวัดการไหลของกังหันสามารถเข้าถึง 0.2%-0.5% และสามารถเข้าถึง 0.1% ในช่วงแคบ และอัตราส่วนการหมุนกลับคือ 10:1 การสูญเสียแรงดันมีขนาดเล็กและความต้านทานแรงดันสูง แต่มีข้อกำหนดบางประการเกี่ยวกับความสะอาดของของเหลว และความหนาแน่นและความหนืดของของเหลวได้รับผลกระทบได้ง่าย ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเล็กลง ผลกระทบก็จะยิ่งมากขึ้น เช่นเดียวกับแผ่นปาก ให้แน่ใจว่ามีเพียงพอก่อนและหลังจุดติดตั้ง ส่วนท่อตรงเพื่อหลีกเลี่ยงการหมุนของของไหลและเปลี่ยนมุมการกระทำบนใบมีด

การกระจัดที่เป็นบวก

หลักการทำงานของเครื่องมือชนิดนี้วัดตามการเคลื่อนที่ที่แม่นยำของของเหลวในปริมาณคงที่ทุกๆ การหมุนของตัวเครื่องที่หมุน การออกแบบเครื่องมือจะแตกต่างกัน เช่น เครื่องวัดการไหลเกียร์วงรี เครื่องวัดการไหลลูกสูบหมุน เครื่องวัดอัตราการไหลมีดโกนและอื่นๆ ช่วงของเครื่องวัดอัตราการไหลเฟืองวงรีมีขนาดค่อนข้างใหญ่ซึ่งสามารถเข้าถึง 20: 1 และมีความแม่นยำสูง แต่เฟืองที่เคลื่อนที่นั้นติดได้ง่ายจากสิ่งสกปรกในของเหลว อัตราการไหลของหน่วยของเครื่องวัดการไหลแบบลูกสูบหมุนมีขนาดใหญ่ แต่เนื่องจากเหตุผลทางโครงสร้าง ปริมาณการรั่วไหลจึงค่อนข้างสูง มีขนาดใหญ่และมีความแม่นยำต่ำ โฟลว์มิเตอร์แบบแทนที่เชิงบวกนั้นโดยพื้นฐานแล้วไม่ขึ้นอยู่กับความหนืดของของเหลว และเหมาะสำหรับสื่อเช่นจาระบีและน้ำ แต่ไม่เหมาะสำหรับสื่อเช่นไอน้ำและอากาศ

โฟลว์มิเตอร์แต่ละชนิดที่กล่าวมาข้างต้นมีข้อดีและข้อเสียในตัวเอง แต่ถึงแม้จะเป็นมิเตอร์ประเภทเดียวกัน ผลิตภัณฑ์ที่ผู้ผลิตแต่ละรายจัดหาให้ก็มีประสิทธิภาพทางโครงสร้างที่แตกต่างกัน