فلومترهای اولتراسونیک سری Prosonic Flow از شرکت Endress+Hauser، یکی از دقیقترین و منعطفترین ابزارهای اندازهگیری جریان در صنایع فرآیندی هستند. این تجهیزات با بهرهگیری از اصل اختلاف زمان عبور امواج صوتی، امکان اندازهگیری جریان حجمی بدون تماس مستقیم با سیال را فراهم میکنند.
در این مقاله، با بررسی اصول عملکرد فلومترهای کلمپ آن و Insertion، شرایط نصب، راهاندازی سریع (Quick Setup)، نگهداری پیشگیرانه، کالیبراسیون و مدیریت قطعات یدکی، تلاش میکنیم تا مهندسان ابزار دقیق را در بهرهبرداری بهینه از این تجهیزات راهنمایی کنیم.
آموزش ابزار دقیق: راهنمای کامل نصب فلومتر اولتراسونیک سری پروسونیک Prosonic Flow و نکات نگهداری
فلومترهای اولتراسونیک
سری Prosonic Flow محدوده فعلی فلومترهای اولتراسونیک Endress+Hauser شامل موارد زیر است:
• مدلهای Proline Prosonic Flow 90 و 93 در نسخههای «کلمپآن» (اندازهگیری بدون تماس) و نوع فروبرنده (insertion)
• مدل جدید Prosonic Flow 92 Inline که الزامات نصب آن مشابه فلومترهای الکترومغناطیسی است
• فلومترهای قابلحمل Prosonic Flow 92 از نوع «کلمپ آن»
در این بخش، اطلاعات و توصیههای ضروری برای بهرهبرداری بهینه از دستگاههای اولتراسونیک «کلمپآن» در طول چرخه عمرشان ارائه میشود.
اصل اندازهگیری – Measuring principle
فلومترهای Prosonic Flow بر اساس اصل اختلاف زمان عبور (Transit Time Difference) کار میکنند.
یک سیگنال صوتی (اولتراسونیک) در هر دو جهت بین دو حسگر اندازه گیری ارسال میشود.
سرعت انتشار موج در جهت مخالف جریان کمتر از سرعت آن در جهت جریان است، بنابراین اختلاف زمانی بین دو مسیر ایجاد میشود.
این اختلاف زمان مستقیماً متناسب با سرعت جریان است.
فرمولها:
v ~ ∆t
Q = v × A
که در آن:
v = سرعت جریان
∆t = اختلاف زمان عبور
Q = دبی حجمی
A = سطح مقطع لوله
علاوه بر دبی حجمی، سیستم سرعت صوت در سیال را نیز اند
ازهگیری میکند. سرعت صوت میتواند برای تشخیص نوع سیال یا بهعنوان شاخصی برای کیفیت محصول استفاده شود.
محدودیتها
قطر لوله باید بین ½ اینچ تا 16 اینچ باشد (DN 15 تا DN 4000)
سیالات نباید بهطور قابلتوجهی دارای ذرات جامد یا گاز باشند
شرایط نصب – Installation conditions
جنس لوله :
جنس لوله باید تا حد امکان یکنواخت و از نوع فلزی یا پلیمری باشد و قابلیت هدایت امواج صوتی را داشته باشد.
مواد توصیهشده:
چدن (با یا بدون پوشش سیمانی)
فولاد ضدزنگ
فولاد کربنی
PVC
PE
GRP (مواد کامپوزیتی)
فیبرسمنت
توجه: اگر جنس لوله قابلیت هدایت صوتی نداشته باشد (مانند بتن دانهدار)، باید از حسگرهای فروبرنده بهجای حسگرهای کلمپآن استفاده شود.
محل نصب – Mounting location
تصویر ۱: محل نصب
اندازهگیری صحیح تنها زمانی امکانپذیر است که لوله کاملاً پر باشد.
از نصب در مکانهای زیر اجتناب کنید:
بالاترین نقطه خط لوله (خطر تجمع هوا)
دقیقاً قبل از خروجی آزاد در لوله عمودی
- تصویر ۲: طول ورودی و خروجی
- ۱ = شیر، ۲ = پمپ، ۳ = دو خم لوله در جهتهای مختلف
طول ورودی و خروجی
در صورت امکان، حسگر را دور از اتصالاتی مانند شیرها، سهراهیها، زانوییها و غیره نصب کنید. رعایت الزامات مربوط به طول ورودی و خروجی برای حفظ دقت اندازهگیری توصیه میشود.
جهت نصب
به تصویر ۳ مراجعه شود. (در متن اصلی به شکلها اشاره شده است)
- تصویر ۳: جهت نصب
- نمای A: جهت توصیهشده با جریان رو به بالا
- نمای B: محدوده نصب توصیهشده در حالت افقی (زاویه C ≤ ۱۲۰ درجه)
ماده واسط (Coupling Medium)
برای ایجاد اتصال صوتی بین حسگر و لوله، استفاده از ماده واسط ضروری است. این ماده در زمان راهاندازی روی سطح حسگر اعمال میشود. تعویض دورهای ماده واسط معمولاً لازم نیست.
مدل Prosonic Flow 93 دارای عملکرد پایش ماده واسط در بسته نرمافزاری «تشخیص پیشرفته» (Extended Diagnostics) است. این عملکرد قدرت سیگنال را بهعنوان یک مقدار مرزی نمایش میدهد.
توجه: در صورت نصب صحیح، عدم قطعیت اندازهگیری کمتر از ۲٪ خواهد بود.
راهاندازی و پیکربندی
تمام فلومترهای سری Proline دارای برنامه «راهاندازی سریع» (Quick Setup) هستند که راهاندازی اولیه دستگاه را بسیار ساده میسازد.
در مورد فلومترهای اولتراسونیک، لازم است اطلاعات زیر بهدقت مشخص شود:
- جنس لوله
- قطر خارجی لوله
- ضخامت دیواره لوله
- نوع سیال
برخی سیالات از پیش در سیستم برنامهریزی شدهاند. برای سایر سیالات، باید سرعت صوت در سیال وارد شود. برنامه Quick Setup به شما کمک میکند تا فرستنده را پیکربندی کرده و موقعیت دقیق حسگرها را مشخص نمایید.
عملیات و نگهداری
به کابل حسگر توجه ویژه داشته باشید: در صورت پیچخوردگی یا آسیبدیدگی، دقت اندازهگیری کاهش مییابد و تعویض آن نسبتاً پرهزینه خواهد بود.
نگهداری پیشگیرانه
- بهصورت دورهای سفت بودن اتصالات را بررسی کنید
- اطمینان حاصل کنید که موقعیت حسگرها ثابت باقی مانده باشد
- ماده واسط (Coupling Medium) باید در شرایط زیر بهصورت دورهای تعویض شود:
- تغییرات شدید دما
- رطوبت محیط یا جریان آب روی سطح لوله
- کاربردهای فضای باز در معرض باد، شن یا گرد و غبار
تأیید عملکرد در محل با استفاده از شبیهساز FieldCheck امکانپذیر است (شرح کامل در صفحه ۳۱). بلوک تست «سرویس» راهی ساده برای بررسی عملکرد هر دو حسگر و بخش الکترونیکی دستگاه فراهم میکند.
قراردادهای خدماتی ما میتوانند شامل این بررسیها باشند – انجام آن حداقل یکبار در سال توصیه میشود (به بخش «قراردادهای خدماتی» در قسمت «در خدمت شما» مراجعه کنید).
کالیبراسیون
برای اطلاعات بیشتر به بخش «مبانی» (صفحه ۲۹) و همچنین صفحه ۳۳ مراجعه کنید. با توجه به الزامات کیفیت، ممکن است بخواهید دستگاه خود را بهصورت دورهای کالیبره کنید.
فلومترهای اولتراسونیک را میتوان روی تستریگ جریان کالیبره کرد. توجه داشته باشید که شرایط تستریگ با شرایط واقعی فرآیند متفاوت است.
کالیبراسیون فلومترها میتواند توسط Endress+Hauser بهصورت حضوری یا در آزمایشگاههای معتبر ما انجام شود (به بخش «کالیبراسیون» در قسمت «در خدمت شما» مراجعه کنید).
دسترسی به ابزار و قطعات یدکی
موجودی قطعات یدکی: برای هر فلومتر از خانواده Proline، توصیه میشود یک مجموعه کامل از ماژولهای الکترونیکی و حسگرها در انبار داشته باشید.
توجه: تعویض حسگر تأثیری بر بخش الکترونیکی ندارد و نیازی به کالیبراسیون مجدد نیست.
تصویر ۴: تعویض حسگر در نسخه فروبرنده
۱ = بخش حسگر در تماس با سیال (پیچشده)، ۲ = عنصر حسگر (بخش فعال)، ۳ = نگهدارنده کانکتور، ۴ = پوشش حسگر، ۵ = کانکتور حسگر
تعویض حسگر در نسخه فروبرنده (Insertion): بخش فعال حسگر را میتوان بدون توقف فرآیند تعویض کرد (به تصویر ۴ مراجعه کنید).
