ابزار دقیق, انرژی, پایش آنلاین, میترینگ

فلومترهای (دبی سنج های) التراسونیک اندازه گیری گازها

فلومتر های گازی التراسونیک


در این مقاله به بررسی و عملکرد دستگاه های اندازه گیری جریان گازی پرداخته میشود. نکات بیان شده در راستا دستگاه اندازه گیری جریان گاز ( فلومتر گازی)، راهنما انتخاب مناسب ترین فلومتر جریان گازی است. امروزه مصرف گاز طبیعی به عنوان حامل انرژی سبب افزایش سرعت توسعه بازار گاز طبیعی میشود. در سال های اخیر به دلیل افزایش قیمت گاز طبیعی موجب شده است تا دستگاه های اندازه گیری حامل های انرژی به ویژه گاز از اهمیت بالایی برخوردار شوند. علیرغم پیشرفت های چشمگیر صنایع استخراج و توزیع گاز، دستگاه های اندازه گیری گاز مصرفی دارای پیچیدگی و دقت پایینی هستند. دستگاه های اندازه گیری گاز مصرفی پیشرفت مطلوبی در چند سال اخیر نداشته اند. اکثریت دستگاه های اندازه گیری جریان گاز از نوع در خط می باشند که برای نصب آن ها عملیات بهره برداری گاز طبیعی  باید متوقف شود، که این سبب توقف تولید برق میشود. علاوه بر این، دستگاه های اندازه گیری که بدون برشکاری لوله گاز بر روی آن نصب میشود در شرایط و جنس خاصی از لوله ها کار میکنند که دارای قیمت مالی بالایی هستند. به همین دلیل تولید کنندگان به دنبال طراحی و ساخت دستگاه های اندازه­گیری گاز مصرفی با دقت بالاتر و ساده تری  برای صنایع مصرفی نیروگاه و سایر مصرف کنندگان گاز هستند.

بنابراین، تقاضای فزاینده ای برای اندازه گیری دقیق و قابل اعتماد گاز طبیعی وجود دارد. علاوه بر این، اتوماسیون سیستم‌های اندازه‌گیری تجاری و کنترل ایستگاه به دبی‌متر با دقت بالا و محدوده اندازه‌گیری وسیع نیاز دارد که به طور موثر اختلاف انتقال را کاهش می‌دهد. به همین دلیل تولید کنندگان با مسائلی مهمی از قبیل کاهش فشار گاز در اثر اندازه گیری، امکان اندازه گیری جریان گاز در فشارهای پایین و دما های بالا، اندازه گیری جریان گازها با اثر خورندگی، دقت اندازه گیری، قابلیت تکرار، درگیر بوده اند.

یکی از بهترین و شناخته ترین روش برای اندازه گیری گاز مصرفی استفاده از امواج فراصوتی ( فلو متر های آلتراسوتنیک گازی) به عنوان روشی مناسب می باشد. فلومتر های آلتراسونیک گازی دارای کمترین تاثیر در جریان گاز ها می باشد و از دقت بسیار بالایی نسبت به سایر دستگاه ها بر خوردار است از این رو مهندسان و شرکت های بیشتری از این نوع روش استقبال کرده اند. شرکت Elster q sonic یکی از تولید کنندگان و طراحان در زمینه فلومتر های گازی آلتراسونیک می­باشد. مگا تجهیز به عنوان نماینده ای از شرکت Elster q sonic  ، فلومتر های گازی آلتراسونیک با ویژگی های گوناگون در اختیار صنایع مصرفی نیروگاه ها و سایر مصرف کنندگان گاز قرار می­دهد.

قلب فلومتر های آلتراسونیک گازی از نوع Q.Sonicplus

بخش اصلی یا قلب فلومتر های آلتراسونیک گازی Q.Sonicplus بر سه جنبه اساسی استوار هستند:

اولین عنصر – ارسال سیگنال های قوی به طور قابل اعتماد از طریق سیال گاز، مبدل‌های مدرن محصور شده با تیتانیوم همراه با فناوری تطبیق امپدانس بسیار کارآمد، سیگنال‌هایی با قدرت بالا ارائه می‌دهند که به خوبی در گازها منتشر می‌شوند.

 عنصر دوم – محاسبات دقیق، کلید عملیاتی اصل جریان سنج اآتراسونیک اندازه گیری زمان گریز است. تکنیک‌های پیشرفته پردازش سیگنال دیجیتال، تشخیص سیگنال جامد و اندازه‌گیری دقیق زمان گریز را حتی در شرایط دینامیکی، دنیای واقعی با جریان بالا، فشار کم و تلاطم بالا ارائه می‌کنند.

عنصر سوم – اندازه گیری دقیق مشخصات جریان، هدف فلومتر آلتراسونیک اندازه گیری دقیق حجم گاز در حال حرکت در کنتور است. همانطور که جریان گاز وارد شده به یک کنتور منحرف می شود و می چرخد، توانایی کنتور برای تشخیص و اندازه گیری جریان گاز تحریف شده و چرخشی عامل مهمی در مهار عملکرد واقعی آن می شود. پیکربندی شش مسیره ثبت شده Q.Sonicplus  اندازه گیری چرخش و عدم تقارن را امکان پذیر می کند و منجر به تشخیص پروفایل می شود.

انواع فلومتر های آلتراسونیک گازی

فلومتر گازی آلتراسونیک تعبیه ای (Ultrasound)

این دستگاه شامل یک جغت ترانسدیوسر فراصوتی است که به صورت مورب روی لوله نصب می­شوند. هر دو ترانسدیوسر دارای عملکرد فرستندگی و گیرندگی می­باشند، یکبار به صورت فرستنده و بار دیگر به عنوان گیرنده عمل میکند و در مرحله بعدی این مسیر گیرنده و فرستنده معکوس میشود. نصب مورب موجب میشود تا وقتی مولفه افقی موج فرستنده در راستای جریان گاز است سریعتر به گیرنده برسد و در حالت دیگر کند تر و در نتیجه سیگنال های دریافتی دارای اختلاف زمانی خواهند بود. چنان چه فرستنده ها اقدام به ارسال پالسی کوتاه کنند، حضور جریان گاز سبب میشود تا در گیرنده ها یک جفت پالس دریافت شود که یکی از آن ها نسبت به دیگری دارای فاصله زمانی میباشد.

فلومتر گازی آلتراسونیک گیره ای ( clamp_on)

اگرچه کنتورهای جریان گاز صنعتی به طور گسترده برای کاربردهای مایع و آب مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما پذیرفته شده است که فن‌آوری فلومتر گاز را نمی‌توان برای اندازه‌گیری جریان گاز جرمی به دلیل محدودیت‌های اندازه‌گیری نظری اساسی اعمال کرد. در واقع تنها 4.9 e-7 درصد از انرژی صوتی ارسالی توسط مبدل های آلتراسونیک سنتی دریافت می شود. با این حال، پیشرفت‌ها در فناوری اندازه‌گیری جریان گاز و پردازش آن به این معناست که با وجود سطوح امپدانس صوتی پایین‌تر و سطوح تضعیف بالاتر در بیشتر گازها، یک گیره بر روی دبی‌سنج گاز اکنون می‌تواند زمان‌های عبور را در گازهایی که نسبت سیگنال به نویز بسیار زیاد است، اندازه‌گیری کند. اکنون می توان گاز طبیعی، بخار، هوای فشرده، هیدروژن، هوای فشرده و بسیاری موارد دیگر را با استفاده از گیره بر روی جریان سنج اندازه گیری کرد. در این نوع فلومتر ها، مبدل های آلتراسونیک بر روی لوله نصب میشوند و با ارسال امواج فراصوتی به داخل فضای لوله، جریان گاز عبوری را اندازه گیری می­نمایند. نصب آسان بدون نیاز به برشکاری و یا ایجاد وقفه در بهره برداری از گاز، عدم کاهش فشار گاز در اثر اندازه­گیری جریان گازهایی با آثار خورندگی از جمله مهمترین مزایای این نوع فلومتر ها می­باشند.

این دو نوع فلومتر از لحاظ تماس با سیال گاز متفاوت هستند.  فلومتر تعبیه ای با گاز در تماس بوده است اما نوع دیگر ( گیره ای) در تماس متقیم با گاز نمی باشد. ساخت نوع گیره ایی در فشار های پایین بسیار مشکل و پیچیده است به این دلیل که اختلاف بسیار زیاد امپدانس آکوستیکی بین گاز و فولاد موجب پیچیدگی میشود. اما نوع تعبیه ایی دارای دقت بالایی بوده است و این به دلیل تماس مستقیم بین گاز و تراندیوسر نسبت سگینال به نویز در گیرنده بالا میباشد در نتیجه این موضوع سبب بالا بودن دقت و کم بودن خطا میشود.

مزایا و معایب فلومتر های گازی آلتراسونیک

مزایا

  1. این کنتورهای جدید دارای حداقل دبی کم، برد وسیع، دقت بالا، بدون قطعات متحرک، عملکرد خود عیب یاب و قابلیت اندازه گیری دو جهته هستند.
  2. آن ها به طور گسترده ای با جریان سنج های توربین و مقایسه شده اند، که در استفاده گسترده هستند.
  3. فلومتر آلتراسونیک همچنین می تواند جریان را در اندازه لوله های بزرگ اندازه گیری کند، برخلاف سایر گزینه های رایج (مانند متر کوریولیس). در نتیجه در لوله های 6 اینچی و بزرگتر از فلومتر آلتراسونیک بیشتر استفاده می شود.
  4. علاوه بر این، فلومتر آلتراسونیک بهتر از کنتورهای مغناطیسی برای نفت و گاز کار می کند زیرا گازها و هیدروکربن ها نارسانا هستند.
  5. کنتورهای گاز آلتراسونیک دستگاه های اندازه گیری الکترونیکی بدون قطعات متحرک مکانیکی هستند. آن ها با واکنش فوری به تغییرات جریان و عدم افت فشار مشخص می شوند.

معیاب

  1. با این حال، جریان سنج گاز آلتراسونیک به دلیل محدودیت در سازگاری میدان، تکنیک های مبدل آلتراسونیک، و فناوری پردازش سیگنال، و همچنین این واقعیت که ویژگی های انتشار آلتراسونیک بر دقت آن ها تأثیر می گذارد، به طور گسترده در خطوط لوله انتقال گاز استفاده نمی شود.
  2. نیازمند فیلتراسیون مناسب و سیستم های خشک کن برای کثیفی و رطوبت مجودو در خطوط هوا و گاز، زیرا بر دقت آن ها تاثیر میگذارد.
  3. دارای نویز های بالاتر از بسامد شنوایی.
  4. دیواره لوله ها ممکن است در سیگنال ها تداخل ایجاد کند و اندازه گیری دارای خطا میشود.
  5. تداخل در ردیابی پالس ها سبب ایجاد تداخل شده که در نتیجه دقت کم میشود و اندازه گیری دارای خطا است.

فاکتور های مهم در انتخاب فلومتر های گازی

در هنگام خرید مشخصات عملکردی را در نظر بگیرید. به طور کلی تمام مشخصاتی که عملکرد گاز ها را تحت تاثیر قرار میدهد در نتیجه سبب ایجاد اختلال در فلومتر ها هم میشود.

مشخصات کلیدی عبارتند از:

دامنه سرعت جریان : قبل از انتخاب باید دقت کرد که دستگاه کد نظر در دامنه سرعت مطابق با خواسته شما طراحی شده باشد چرا که اگر بالاتر و یا پایین تر انتخاب شود عملکرد دستگاه ضعیف خواهد شد.

دامنه دمایی: دامنه دمایی را بر مبنا دمای عملیاتی تعریف کنید.

فشار کاری: مشخص میکند که عملکرد دستگاه در چه فشار هایی خواهد بود.

مگاتجهیز امکان تأمین کلیه فلومتر های گازی آلتراسونیک Qsonic برند ELSTER در ایران  را برای صنایع مختلف دارد.

بازگشت به لیست

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *