گاز سنج

فلومتر چیست؟

فلومتر Flowmeter از تجهیزات ابزار دقیق است که برای اندازه‌گیری میزان فلوی مایع یا گاز کاربرد دارد. در کنترل فرایند‌ها برای تعیین دبی خطی، غیر خطی، حجمی و جرمی از فلومتر استفاده می‌شود. نام‌های دیگر فلومتر عبارتند از: دبی سنج، کنتور، مسی فلومتر، جریان سنج، سنسور جریان و جرم سنج.

بعبارتی فلومتر یکی از تجهیزات مهم و پر مصرف در حوزه ابزار دقیق است که در صنایع فرآیندی برای اندازه‌گیری جریان جرمی (kg/h) یا حجم (m­3/h) سیال عبوری از خط لوله در واحد زمان و ارسال سیگنال 4 تا 20 میلی آمپر متناسب با نرخ جریان به اتاق کنترل مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

این تجهیزات به ویژه در اندازه‌گیری جریان سیالات مایع، گاز و بخار اهمیت زیادی دارند و از نظر اقتصادی و فنی برای بهبود کنترل فرآیندها ضروری هستند. به طور کلی، فلومترها به عنوان تجهیزات اندازه‌گیری دبی (جریان) عمل می‌کنند و برای تعیین نرخ جریان جرمی یا حجمی سیال به کار می‌ روند. فلومترها همچنین با نام‌ های دیگری مانند دبی‌سنج، جریان سنج، کنتور و سنسور جریان نیز شناخته می‌ شوند.

فلو چیست؟

به مقدار معین یک ماده از نظر جرم یا حجم که در واحد زمان از لوله‌ای عبور می‌کند را فلو می‌نامند.

ویسکوزیته اندازه گیری مقاومت سیال در برابر جاری شدن است و مایعات مختلف ویسکوزیته متفاوتی دارند. همچنین میتوان گفت ویسکوزیته خاصیتی است که در مشخصات فلو آرام یا متلاطم تاثیرگذار است. دما از عوامل موثر بر ویسکوزیته سیالات است که با افزایش دما ویسکوزیته سیالات کاهش می یابد. یکی از واحدهای اندازه گیری ویسکوزیته سانتی پویز (cP) است.

لیست انواع فلومتر

جرمی کوریولیس
الکترومغناطیسی
جابجایی مثبت
دیفرانسیلی البو
لوله پیتوت
ونتوری
اوریفیس
مکانیکی
التراسونیک
ورتکس (گردابی)
حرارتی
کانال باز

عدد رینولدز (Re) یک کمیت بدون بعد است که در مکانیک سیالات برای پیش‌بینی الگوهای جریان در موقعیت‌های مختلف جریان سیال استفاده می‌شود. رینولدز رابطه بین نیروهای اینرسی و نیروهای ویسکوز یا چسبنده را در یک سیال را توصیف می کند. هنگامی که عدد رینولدز کمتر از 2000 باشد جریان آرام است و اگر عدد رینولدز بزرگتر از 4000 باشد جریان متلاطم و بین 2000 تا 4000 جریان گذرا یا انتقالی است.

فلومتر چگونه کار می‌کند؟

این دستگاه‌ها از دو روش (جرم یا حجم) برای اندازه گیری دبی استفاده می‌کنند.

روش جرمی: جرم را می‌توان با واحد t/h تن بر ساعت، kg/h کیلوگرم بر ساعت و g/min گرم بر دقیقه بیان کرد.

روش حجمی: حجم را می‌توان بصورت m3/h متر مکعب بر ساعت، L/h لیتر بر ساعت و ml/min میلی لیتر بر دقیقه بدست آورد.

تنوع گوناگون سیالات از نظر مشخصات فیزیکی و شیمیایی در صنعت، نیاز به استفاده از انواع مختلف فلومترها را ایجاد کرده است. فلومترها بر اساس روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری جریان سیالات طراحی شده‌اند. این روش‌ها شامل اندازه‌گیری بر اساس اختلاف فشار، حجم، سرعت و یا جرم می‌باشند.

فلومترهایی که بر اساس اختلاف فشار بین دو نقطه از خط لوله عمل می‌کنند دارای ساختار و نصب ساده‌ای هستند. این نوع فلومترها به دلیل عدم وجود قطعه متحرک فرسایش کمتری ایجاد می‌کنند و نگهداری و تعمیرات آنها آسان‌تر است. با این حال، دقت این نوع فلومترها معمولاً پایین‌تر از سایر انواع است.

چگونه فلومتر مناسب را برای برنامه خود انتخاب کنیم؟

هیچ دبی سنج در سطح جهان وجود ندارد که برای همه کاربردها مناسب باشد. پس لازم است قبل از انتخاب تجهیز به سوالات زیر پاسخ دهید.

مایع مورد اندازه گیری چیست؟
حداقل و حداکثر دبی چقدر است؟
حداقل و حداکثر دمای فرآیند چقدر است؟
حداقل و حداکثر فشار فرآیند چقدر است؟
ویسکوزیته سیالی که باید اندازه‌گیری شود چقدر است؟
سایز لوله های ورودی و خروجی دبی سنج چقدر باشد؟
آیا سیال از نظر شیمیایی با قطعات داخل فلومتر سازگار است؟
اندازه‌گیری کدام پارامتر (حجمی، جرمی و چگالی سیال) مورد نیاز است؟
آیا به نمایشگر محلی نیز بر روی فلومتر نیاز دارید یا فقط خروجی سیگنال الکترونیکی نیاز دارید؟

فلومترهای مغناطیسی، ورتکس، توربینی، جابه جایی مثبت و التراسونیک از جمله تجهیزاتی هستند که برای اندازه‌گیری جریان سیالات بر اساس سرعت Q=A*V طراحی شده‌اند. این فلومترها معمولاً دقت بالاتری نسبت به نوع اختلاف فشاری دارند و به همین دلیل، قیمت آنها نیز بیشتر است.

فلومترهای جرمی کوریولیس و ترمال مس به عنوان دقیق‌ترین نوع فلومترها شناخته می‌شوند. این فلومترها جریان سیال را با بالاترین دقت ممکن اندازه‌گیری می‌کنند و میزان جریان را مستقل از دما، فشار و چگالی سیال تعیین می‌کنند.

دقت در فلومتر چیست؟
دقت رایج ترین اصطلاح در صنعت ابزار دقیق و اندازه‌گیری است و گاهی اوقات به اشتباه مورد استفاده قرار می‌گیرد. دقت یعنی مقدار اندازه گیری شده‌ای که، به مقدار واقعی فرایند نزدیک باشد. معمولاً دقت بصورت یک مقدار درصدی در بالا یا پایین نمایشگر تجهیز نشان داده می‌شود.

مثلا، فرض کنید که فلومتر مغناطیسی شما نتیجه 1GPM را با دقت 10% نشان می‌دهد. بدلیل انحراف ذاتی، شناسایی مقدار دقیق در فلومتر به احتمال زیاد دقیقاً 1GPM نیست. قطعا نرخ واقعی چیزی بین 0.9GPM و 1.1GPM است. این یعنی دقت!

تکرارپذیری فلومتر چیست؟

تکرارپذیری یعنی نتایج همه اندازه‌گیری ها نزدیک بهم باشد و پس از اندازه گیری هیچ تغییری در شرایط همه نتایج ایجاد نشود. اما یک تجهیز ابزار دقیق بسیار تکرارپذیر لزوماً به معنای دقت بالای آن نیست.

دبی سنج ها چقدر دقیق هستند؟

فلومترهای با دقت فوق العاده بالا، مانند فلومترهای Coriolis، معمولاً گرانتر از سایر دبی سنج ها هستند. یک فلومتر با دقت 5 درصد که هزینه آن بطور قابل توجهی کمتر از فلومتر دیگر با 0.2 درصد است، ممکن است نتایج مناسبی را برای اجرای صحیح فرآیند شما و هزینه بسیار کمتر ارائه دهد. دقت در مقابل محدودیت های بودجه و درک دقیق نیازهای سیستم و برنامه شما گاهی مقداری گیج کننده باشد.

دتکتور گاز یک دستگاه اکترونیکی است که برای شناسایی طیف وسیعی از گازهای مختلف استفاده می‌شود. از دستگاه دتکتور گازی معمولا برای شناسایی گازهای سمی و قابل اشتعال استفاده می‌کنند.

دتکتورهای گازی نوعی از آشکارسازهای هوشمند صنعتی است که قادر به تشخیص، اعلام و در مواردی کنترل گازهای خطر آفرین است. این نوع از دتکتورها در دو نوع ساخته می‌شوند:

دتکتور گازی قابل حمل: که برای سنجش میزان گاز در تونلها و معادن به هنگام عبور کارکنان ساخته و طراحی می‌گردند.
دتکتور گازی ثابت: که به صورت ثابت در سقف یا دیوارهای محیط کار نصب می‌گردد.
اجزای تشکیل دهنده دتکتور گاز

هر دتکتور گازی شامل دو بخش اساسی است:

سنسور: که وظیفه تشخیص گازهای خطر آفرین را برعهده دارد.
ترنسمیتر: که برای نمایش و کنترل این گازها به کار می‌رود.
انواع دتکتور گاز بر اساس تکنولوژی سنسور مورد استفاده:

در بازار انواع مختلف دتکتورها بر اساس طراحی و تکنولوژی سنسور به کار رفته در آنها دسته بندی می‌گردند.

· سنسور با تکنولوژی فروسرخ IR

سنسور با تکنولوژی فروسرخ یا مادون قرمز در واقع نوعی فناوری مدرن است که شامل دو بخش اصلی، ارسال کننده و گیرنده است. بخش ارسال کننده یک پالس ماودن قرمز را در لوله سنسور منتشر می‌کند و بخش گیرنده با دریافت و آنالیز موج بازگشتی متوجه حضور گازهای خطرناک در محیط میگردد. حال با بررسی میزان پالس برگشتی و سایر ویژگی‌ها می‌توان نوع گاز را مشخص نمود.

سنسور الکتروشیمیایی
در این گونه از سنسورها، گاز پس از انجام فرایند اکسیداسیون، وارد یک محلول الکترولیتی با سه الکترود می‌گردد. از آنجا که یون‌های مثبت درون الکترولیت به سمت آند و یون‌های منفی به سمت کاتد حرکت می‌کنند در نتیجه یک جریان الکتریکی رخ می دهد. که با مطالعه ویژگی‌های این جریان متوجه میزان این گازها در محیط مورد نظر می‌شوند.

سنسور نیمه رسانا
در این سنسورها از یک قطعه فلز روی استفاده می‌شود که در حضور گازهایی چون دی اکسید کربن واکنش می‌دهد.

سنسور کاتالیستی
این نوع سنسور شامل یک سیم پیچ پلاتینی است که در نتیجه حضور گاز، منجر به اکسید شدن کاتالیست‌ها می‌شود. در نتیجه این فرایند مقاومت الکتریکی سیم پیچ افزایش یافته و در نهایت حضور گاز تایید می‌شود.

انواع دتکتور گازی بر اساس نوع گاز:

دتکتور گاز صنعتی انواع مختلفی دارند که برای تشخیص و شناسایی گاز محیط های خطرناک مانند پتروشیمی و پالایشگاه، نیروگاه، سکوهای نفتی، تولید موادشیمیایی و معادن، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این انواع شامل موارد زیر می‌باشد:

دتکتور گاز منوکسید کربن (CO)

دتکتورهای دی اکسید کربن یک نوع سنسور گازی هستند که بیشتر در محیط‌های داخلی برای تشخیص گاز مضر CO استفاده می‌شوند. این دتکتورها معمولاً یک جزء از سیستم‌های ایمنی خانگی یا تجاری هستند.

نحوه کار دتکتور منوکسید کربن به این شکل است:

شناسایی گاز: دتکتور منوکسید کربن با استفاده از یک سنسور گازی، نمونههای هوا را برای حضور دی اکسید کربن بررسی میکند.
تشخیص: اگر مقدار گاز در هوا از حد مجاز بیشتر شود، دتکتور این تغییر را تشخیص میدهد.
هشدار: پس از تشخیص مقدار بیش از حد گاز، دتکتور با ایجاد صداهای هشداردهنده یا ارسال پیام به دستگاههای هوشمند، افراد را از وجود گاز مضر مطلع میکند.
استفاده از دتکتورهای منوکسید کربن بسیار مهم است زیرا CO یک گاز بی بو و بی رنگ است که ممکن است به آرامی به محیط موجود پیوند بخورد و باعث مسمومیت و حتی مرگ افراد شود.

بهتر است همچنین دستگاه را به منبع تغذیه مرتبط ، مانند باتری‌ها یا برق شهری متصل کنید و فرآیند تعویض باتری‌ها را به هنگام ضعیف شدن باتری ها انجام دهید.

دتکتور گاز قابل اشتعال متان (CH4)

برای استفاده از دتکتور گاز متان:

1.ابتدا دستورالعملهای استفاده و نصب دتکتور گاز متان را به دقت مطالعه کنید.

دتکتور گاز متان را به منبع تغذیه متصل کنید.
مطمئن شوید که دتکتور گاز در فاصله مناسبی از سطح زمین و از منابع گرما و آتش دور مانده است.
بعد از نصب، دتکتور را با استفاده از دکمه تست داخلی یا دکمه تست راه دور برای اطمینان از صحت عملکرد آن تست کنید.
در صورت فعال شدن هشدار دتکتور، محل را ترک کنید و از یک مکان امن تماس با مراجع مربوطه برای گزارش گاز متان خالی شده استفاده کنید.
در صورت نیاز به نگهداری، دستورالعمل‌های سازنده را برای تعویض باتری یا نگهداری دستگاه دنبال کنید.
لطفا توجه داشته باشید که این توصیهها برای مدل‌های خاصی از دتکتورهای گاز متان ممکن است متفاوت باشند. حتماً همیشه دستورالعمل‌های تولید کننده را بررسی کنید.

دتکتور گاز هیدروژن(H2)

برای استفاده از دتکتور گاز هیدروژن، ابتدا باید دستورالعمل‌ها و دستورهای استفاده از آن را به دقت مطالعه کنید. هر دتکتور گازی دارای دستورالعمل‌ها و راهنمای کاربری خاص خود است.

به صورت کلی، استفاده از دتکتور گاز هیدروژن عملکرد زیر را دارد:

مطمئن شوید که دتکتور گاز شما برای شناسایی گاز هیدروژن مناسب است.
دستگاه را طبق دستورالعمل‌های تولید کننده راه اندازی کنید. این شامل وصل کردن به منبع تغذیه و همچنین تنظیمات اولیه مختلف ممکن است.
اگر دتکتور گاز دیجیتال است، پیکربندی‌های لازم را با استفاده از راهنمای کاربری انجام دهید.
دستگاه را بررسی کنید تا مطمئن شوید که درست کار می‌کند.
هنگام استفاده از دتکتور گاز هیدروژن، به دستورالعمل‌های ایمنی و اخطارهای مرتبط با گاز هیدروژن توجه داشته باشید.
همچنین، اطمینان حاصل کنید که هر گاز دیگری که ممکن است در محیط حاضر باشد نیز توسط دتکتور شما شناسایی شود.

اگر هیچ تجربه‌ای در این زمینه ندارید یا اطمینان ندارید که چگونه از دتکتور استفاده کنید، بهتر است تماس با تهیه کننده یا توزیع کننده دتکتور گاز یا یک حرفه‌ای متخصص جهت راهنمایی بیشتر بگیرید.

دتکتور گاز اکسیژن O2

دتکتور گاز اکسیژن یک وسیله حیاتی است که برای اندازه گیری سطح اکسیژن در محیط‌هایی که ممکن است کمبود اکسیژن داشته باشند استفاده می‌شود. نصب و استفاده از دتکتور گاز اکسیژن به مراحل زیر همچون:

نوع دستگاه: ابتدا باید نوع دتکتور گاز اکسیژن را انتخاب کنید. دتکتورهای گاز اکسیژن بر اساس نوع و تکنولوژی آنها ممکن است به صورت پرتابل یا دستی یا نیز به صورت دائمی و مانتد در مکانهای خاص نصب گردند.
نصب و راه اندازی: بعد از خرید دتکتور گاز اکسیژن، باید طبق دستورالعمل تولید کننده که در دفترچه راهنمای دستگاه آمده است، دستگاه را نصب و راه اندازی کرد.
آزمایش و کالیبره کردن: پس از نصب، دستگاه باید آزمایش شود تا بتوانید مطمئن شوید که به درستی کار می‌کند. همچنین ممکن است نیاز به کالیبره کردن دورهای دستگاه با استانداردهای مربوطه باشد.
مراقبت و نگهداری: به منظور اطمینان از عملکرد بهتر و برطرف کردن هرگونه مشکلات ممکن، باید دستگاه را به طور دوره‌ای مراقبت کرد و نگهداری آن را انجام داد.
آموزش: افرادی که در محیطی با دتکتور گاز اکسیژن کار می‌کنند باید در مورد استفاده صحیح دستگاه و واکنش‌های صحیح در صورت تشخیص حضور گاز اکسیژن آموزش داده شوند.
نکاتی مانند محدوده اندازه گیری، نوع واحد های اندازهگیری و شرایط استفاده و نگهداری در دفترچه راهنمای دستگاه ارائه شده است و باید به آن توجه شود.

دتکتور گاز گوگرد S2

دتکتور گاز گوگرد عموماً برای تشخیص حضور گاز گوگرد در محیط استفاده می‌شود. برخی از مدل‌های دتکتورها از سنسورهای شیمیایی یا الکتروشیمیایی برای اندازه گیری مقادیر گاز گوگرد استفاده می‌کنند. به طور کلی، نحوه کار دتکتور گاز گوگرد به این صورت است که وقتی گاز گوگرد به مقادیر قابل توجهی در محیط حضور داشته باشد، سنسورهای داخلی دتکتور این گاز را شناسایی می‌کنند و سپس دتکتور اعلام می‌کند که گاز گوگرد در محیط حضور دارد. این اعلام می‌تواند به صورت صوتی (بوق، زنگ) یا نوری (لامپ چراغ) باشد.

راهنمای نصب دتکتور
برای استفاده صحیح از یک دتکتور گاز، این مراحل را دنبال کنید:

1. نصب دتکتور گاز: نصب دتکتور گاز در محل‌های مناسب در منزل یا محیط کار بسیار حیاتی است. بسته به نوع گازی که می‌خواهید تشخیص دهید (مثلاً گاز طبیعی یا گازهای محروم کننده اکسیژن)، محل نصب دتکتور گاز متفاوت خواهد بود.
بررسی منظم: دتکتور گاز باید به طور منظم بررسی شود تا از کارایی درست آن اطمینان حاصل کنید. بررسی باتری‌ها و عملکرد صفحه نمایش یا سیستم هشدار از جمله مواردی است که باید به آن توجه کنید.
تست عملکرد: دوره‌های تست عملکرد دتکتور گاز باید بهصورت منظم انجام شود. این تست شامل فشار دادن دکمه تست یا استفاده از نرم افزار یا روشهای دیگر برای اطمینان از درستی عملکرد دتکتور میباشد.
پیگیری دستورات تولید کننده: همیشه به دستورات و راهنمایی‌های تولید کننده دتکتور گاز توجه کنید و به طور دقیق از آن پیروی کنید.
دیگر نکات مرتبط با نحوه استفاده از دتکتور گاز عبارتند از: اطمینان از قرار گرفتن دتکتور گاز در محل‌های مناسب، تعویض باتری‌ها به موقع، آزمایش عملکرد دورهای، و اطمینان از اعلام هرگونه اختلال یا نقصی در دتکتور.