อะไรคือเครื่องวัดการไหล

เครื่องวัดการไหลคืออะไร?

คำนิยามของเครื่องวัดการไหล

เครื่องวัดการไหลถูกกำหนดให้เป็นอุปกรณ์ที่วัดอัตราการไหลของของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ

• ประเภทของเครื่องวัดการไหล

• เครื่องวัดการไหลแบบกลไก

• เครื่องวัดการไหลแบบแสง

• เครื่องวัดการไหลสำหรับช่องเปิด

เครื่องวัดการไหลแบบกลไก

เครื่องวัดการไหลแบบการจ่ายบวก

เครื่องวัดเหล่านี้วัดอัตราการไหลโดยการจับของเหลวในห้องและวัดปริมาตรของมัน ซึ่งคล้ายคลึงกับการเติมน้ำลงในถังจนถึงระดับที่กำหนดแล้วปล่อยให้น้ำไหลออก

เครื่องวัดการไหลเหล่านี้สามารถวัดการไหลที่หยุดๆ เริ่มๆ หรืออัตราการไหลที่ต่ำ และเหมาะสมสำหรับของเหลวใดๆ โดยไม่ขึ้นอยู่กับความหนืดหรือความหนาแน่น เครื่องวัดการไหลแบบการจ่ายบวกสามารถถือได้ว่าทนทานเนื่องจากไม่ได้รับผลกระทบจากความวุ่นวายในท่อ

เครื่องวัดดิสก์ nutating, เครื่องวัดลูกสูบกลับ, เครื่องวัดลูกสูบแกว่งหรือหมุน, เครื่องวัดแบบ bi-rotor เช่น เครื่องวัดเกียร์, เครื่องวัดเกียร์รูปไข่ (รูปที่ 1) และเครื่องวัดเกียร์เกลียว รวมอยู่ในประเภทนี้

เครื่องวัดการไหลแบบมวล

เครื่องวัดเหล่านี้ประมาณอัตราการไหลโดยการวัดมวลของสารที่ไหลผ่าน มักใช้ในอุตสาหกรรมเคมีที่การวัดตามน้ำหนักสำคัญกว่าปริมาตร

เครื่องวัดความร้อน (รูปที่ 2a) และเครื่องวัดการไหลแบบ Coriolis (รูปที่ 2b) รวมอยู่ในประเภทนี้ ในกรณีของเครื่องวัดความร้อน ของเหลวที่ไหลทำให้โพรบเย็นลง ซึ่งถูกทำความร้อนไว้ล่วงหน้า การสูญเสียความร้อนสามารถตรวจจับได้และจะใช้ในการกำหนดอัตราการไหลของของเหลว

 ในทางกลับกัน เครื่องวัดการไหลแบบ Coriolis ทำงานบนหลักการของ Coriolis ซึ่งการไหลของของเหลวผ่านท่อที่สั่นสะเทือนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ หรือการเปลี่ยนเฟส หรือแอมพลิจูด ซึ่งให้การวัดอัตราการไหล

เครื่องวัดการไหลแบบความแตกต่างของแรงดัน

เครื่องวัดการไหลแบบความแตกต่างของแรงดันวัดการไหลโดยการสังเกตการลดลงของแรงดันขณะที่ของเหลวผ่านอุปสรรคในทางเดิน เมื่อการไหลของของเหลวเพิ่มขึ้น แรงดันที่ลดลงระหว่างอุปสรรคก็เพิ่มขึ้น ซึ่งถูกบันทึกโดยเครื่องวัด อัตราการไหลเป็นสัดส่วนกับรากที่สองของการลดลงของแรงดัน ตามสมการของ Bernoulli

เครื่องวัดแผ่น orifice, เครื่องวัด flow nozzle, เครื่องวัด flow tube, เครื่องวัด pilot tube, เครื่องวัด elbow tap, เครื่องวัด target, เครื่องวัด dall tube, เครื่องวัด cone, เครื่องวัด venturi tube, เครื่องวัด laminar flow, และเครื่องวัด variable area (rotameter) เป็นตัวอย่างของเครื่องวัดการไหลแบบความแตกต่างของแรงดัน

เครื่องวัดการไหลแบบความเร็ว

เครื่องวัดการไหลแบบความเร็วประมาณอัตราการไหลโดยการวัดความเร็วของของเหลว ความเร็วให้การวัดอัตราการไหลโดยตรงเนื่องจากเป็นสัดส่วนกัน เครื่องวัดเหล่านี้สามารถวัดความเร็วด้วยวิธีต่างๆ รวมถึงใบพัด

ขึ้นอยู่กับวิธีการที่ใช้ในการหาความเร็ว เราจะมีเครื่องวัดการไหลแบบความเร็วหลายประเภท เช่น เครื่องวัดการไหลแบบ turbine, เครื่องวัดการไหลแบบ vortex shedding, เครื่องวัดการไหลแบบ pitot tube, เครื่องวัดการไหลแบบ propeller, เครื่องวัดการไหลแบบ paddle หรือ pelton wheel, เครื่องวัดการไหลแบบ single jet และเครื่องวัดการไหลแบบ multiple jet

การวัดอัตราการไหลของของเหลวในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย รวมถึงในกรณีของการทำเหมืองจำเป็นต้องใช้เครื่องวัดการไหลแบบไม่แทรกแซง เครื่องวัดการไหลแบบ SONAR ซึ่งเป็นประเภทของเครื่องวัดการไหลแบบความเร็ว ตอบสนองความต้องการนี้ นอกจากนี้ เครื่องวัดการไหลแบบอัลตราโซนิก และเครื่องวัดการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้า ก็เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องวัดการไหลแบบความเร็วด้วย

เครื่องวัดการไหลแบบแสง

เครื่องวัดการไหลแบบแสงใช้แสงในการวัดอัตราการไหล มักใช้ลำแสงเลเซอร์และ photodetectors อนุภาคของก๊าซกระจายลำแสงเลเซอร์สร้างสัญญาณที่ตรวจจับได้ ด้วยการวัดเวลาระหว่างสัญญาณเหล่านี้ ความเร็วของก๊าซสามารถกำหนดได้

เนื่องจากเครื่องวัดเหล่านี้วัดความเร็วจริงของอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นก๊าซ จึงไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพความร้อนและความแปรผันในการไหลของก๊าซ ดังนั้น สามารถให้ข้อมูลการไหลที่แม่นยำมากแม้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น เมื่อมีอุณหภูมิและความดันสูง ความชื้นสูง ฯลฯ

เครื่องวัดการไหลสำหรับช่องเปิด

เครื่องวัดการไหลสำหรับช่องเปิดใช้ในการวัดอัตราการไหลของของเหลวที่มีทางเดินที่มีพื้นผิวเปิด เครื่องวัด weir และเครื่องวัด flume (รูปที่ 6) เป็นเครื่องวัดการไหลสำหรับช่องเปิดที่ใช้อุปกรณ์รองเช่น bubblers หรือ float เพื่อวัดความลึกของของเหลวที่จุดเฉพาะ จากความลึกนี้ สามารถได้รับอัตราการไหลของของเหลว

ในทางกลับกัน ในกรณีการวัดการไหลแบบช่องเปิดโดยใช้การทดสอบด้วยสี จะใช้ปริมาณที่กำหนดไว้ล่วงหน้าของสีหรือเกลือเพื่อเปลี่ยนความเข้มข้นของกระแสของเหลว ความเจือจางที่เกิดขึ้นให้การวัดอัตราการไหลของของเหลว นอกจากนี้ ควรทราบว่าความแม่นยำที่เครื่องวัดการไหลต้องทำงานถูกกำหนดโดยการใช้งานที่ต้องการ

ตัวอย่างเช่น เมื่อเราต้องการตรวจสอบการไหลของน้ำผ่านท่อในสวนของเรา จะเพียงพอถ้าเราใช้เครื่องวัดการไหลที่มีความแม่นยำต่ำกว่าที่จะใช้เมื่อต้องการตรวจสอบการไหลของสารละลายที่ใช้ในกระบวนการเคมี นอกจากนี้ ปัจจัยอีกประการที่ต้องทราบคือ เครื่องวัดการไหลเมื่อใช้ร่วมกับวาล์วควบคุมการไหล สามารถดำเนินการควบคุมได้สำเร็จ