
Protokomjer je oprema koja se koristi za mjerenje brzine toka čvrstih tijela, tekućina ili plinova. Protokomjeri mogu ovo raditi linearno, nelinearno, volumetarski ili na temelju mase. Protokomjeri su također poznati kao protokomirni instrumenti, indikatori protoka ili tekućinskim merilima.
Glavne vrste protokomjera uključuju:
Mehanički protokomjeri
Optički protokomjeri
Protokomjeri za otvorene kanale
Ovi protokomjeri mjere brzinu toka određujući zapreminu tekućine koja prođe kroz njih. Stvarni postupak uključuje zatvaranje tekućine u određeni kontejner kako bi se utvrdila brzina toka. Ovo je slično situaciji kada dozvolimo vodi da ispuni kovčeg do određene predodređene razine, nakon čega se omogućuje da teče izvan.
Ovi protokomjeri mogu mjeriti intermitentne toke ili male brzine toka i prikladni su bilo kojoj tekućini neovisno o njihovoj viskoznosti ili gustoći. Protokomjeri s pozitivnim razmakom smatraju se čvrstima jer ostaju neutjecani turbulencijama u cijevi.
Nutating disc meter, Reciprocating piston meter, Oscillatory or Rotary piston meter, Bi-rotor type meters like those of Gear meter, Oval gear meter (Figure 1) and Helical gear meter spadaju u ovu kategoriju.
Ovi protokomjeri pružaju korisniku procjenu brzine toka mjerenjem mase materijala koji prođe kroz njih. Ova vrsta protokomjera orijentirana prema masi obično se koristi u kemiji gdje je važno mjeriti masu umjesto volumena.
Termalni protokomjeri (Slika 2a) i Coriolis protokomjeri (Slika 2b) spadaju u ovu kategoriju. U slučaju termalnih protokomjera, strujanje tekućine hlađe sondu, koja je unaprijed zagrijana do određene temperature. Gubitak topline može se osjetiti i koristiti za određivanje brzine toka tekućine. S druge strane, Coriolis protokomjeri rade na principu Coriolisove sile, pri čemu strujanje tekućine kroz vibrirajuću cijev uzrokuje promjenu u frekvenciji, fazi ili amplitudi, što daje mjernu jedinicu brzine toka.
U protokomjerima diferencijalnog tlaka, tok se mjeri mjerenjem pada tlaka dok tekućina prolazi kroz prepreke, koje su ubačene u putanju kroz koju teče. To je zato što se s porastom toka tekućine kroz cijev, povećava pad tlaka na svrsticu (Slika 3), što se može snimiti protokomjerima. Na temelju toga, može se izračunati brzina toka, jer će biti proporcionalna kvadratu pada tlaka (Bernoullijeva jednadžba).
Orifice plate meter, Flow nozzle meter, Flow tube meter, Pilot tube meter, Elbow tap meter, Target meter, Dall tube meter, Cone meter, Venturi tube meter, Laminar flow meter, i Variable Area meter (Rotameter) su nekoliko primjera protokomjera diferencijalnog tlaka.
Protokomjeri brzine toka procjenjuju brzinu toka tekućina mjerenjem brzine tekućine koja teče kroz njih. Brzina tekućine daje direktnu mjernu jedinicu brzine toka, jer su direktne proporcije. U ovim protokomjerima, brzinu može se mjeriti na razne načine, uključujući upotrebu turbine (Slika 4).
Zavisno o načinu mjerenja brzine, imamo razne vrste protokomjera brzine toka, poput Turbine protokomjera, Vortex Shedding protokomjera, Pitot tube protokomjera, Propeller protokomjera, Paddle ili Pelton wheel protokomjera, Single jet protokomjera i Multiple jet protokomjera.
Mjerenje brzine toka tekućina u opasnim okruženjima, uključujući rudarske, zahtijeva neinvazivne protokomjere. SONAR protokomjeri, koji su vrsta protokomjera brzine toka, služe ovim potrebama. Osim toga, ultrazvučni protokomjeri i elektromagnetski protokomjeri također čine dio protokomjera brzine toka.
Optički protokomjeri rade na principu optike, tj. mjere brzinu toka koristeći svjetlo. Obično koriste postavku s laserskim zracem i fotodetektorima. Tu, čestice plina koje teku kroz cijev raspršuju laserski zrak kako bi proizvele impulse koje preuze preuzimatelj (Slika 5). Zatim, vrijeme između ovih signala određuje se, jer se zna udaljenost između fotodetektora, što vodi mjerenju brzine plina.
Kako ovi protokomjeri mjere stvarnu brzinu čestica koje čine plin, ostaju neutjecani toplinskim uvjetima i varijacijama u toku plina. Stoga su sposobni pružiti vrlo precizne podatke o toku, čak i kada je okoliš najneugodniji, recimo, kada imamo visoku temperaturu i tlak, visoku vlažnost itd.
Protokomjeri za otvorene kanale koriste se za mjerenje brzine toka tekućine čija putanja uključuje slobodnu površinu. Weir metri i Flume metri (Slika 6) su protokomjeri za otvorene kanale koji koriste sekundarne uređaje poput bubblersa ili floata za mjerenje dubine tekućine na određenoj točki. Iz ove dubine može se dobiti brzina toka tekućine.
S druge strane, u slučaju mjerenja toka tekućine baziranog na testiranju bojom, koristi se određena predodređena količina boje ili soli kako bi se promijenila koncentracija tekućine. Rezultirajuće razrjeđenje daje mjernu jedinicu brzine toka tekućine. Treba napomenuti da preciznost s kojom moraju operirati protokomjeri odlučuje se prema primjeni za koju se koriste. Na primjer, kada želimo pratiti tok vode kroz cijev u našem vrtu, dovoljno bi bilo da koristimo protokomjer s nižom preciznošću nego onaj koji ćemo koristiti kada trebamo pratiti tok alkalinog materijala namijenjenog kemijijskom procesu. Također, još jedan faktor koji treba napomenuti jest da protokomjeri, kada se koriste u kombinaciji s ventili za tok, mogu uspješno kontrolirati akcije.
Vodomjer je vrsta protokomjera koja se koristi za praćenje brzine toka vode kroz cijev. Postoje dvije uobičajene metode za mjerenje toka vode – pomak i brzina. Uobičajeni dizajni za pomak uključuju oscilatorni čep i nutating disk metri. Dizajni bazirani na brzini uključuju jednosmjerni i višesmjerni metri i turbine metri.
Vodomjeri mogu se klasificirati na različite vrste ovisno o mehanizmu s kojim mjeri tok vode.
Općenito, svi stanovništva vodomjeri su tipa pozitivnog pomaka. Ovi mogu biti gear meter- (Slika 1) ili oscilatorni čep ili nutating disk metri. Ovdje, voda unosi se u komoru iz koje se ispušta samo kada se komora ispuni.
Tako se može procijeniti brzina toka vode. Ovi met