Akış Ölçer: Nedir ve Akış Ölçer Türleri

Bir akış metresi, katı, sıvı veya gazların akış hızını ölçmek için kullanılan bir ekipmandır. Akış metrleri, bu ölçümleri doğrusal, doğrusal olmayan, hacimsel veya ağırlık bazında yapabilirler. Akış metrleri aynı zamanda akış göstergeleri, akış göstergeleri veya sıvı metrleri olarak da bilinir.

Akış Metreleri Türleri

Ana akış metreleri şunlardır:

1. Mekanik Akış Metrleri

2. Optik Akış Metrleri

3. Açık Kanal Akış Metrleri

Mekanik Akış Metrleri

Pozitif Dengeleme Akış Metrleri

Bu metrler, onların üzerinden geçen sıvının hacmini ölçerek akış hızını ölçer. Gerçek süreç, sıvının belirli bir konteyner gibi bir şey içine tutsulması ve böylece akış hızını bilmektir. Bu, bir kovaya belirli bir seviyeye kadar su doldurup, ardından dışarıya boşaltma durumuna çok benzer.

Bu akış metrleri, aralıklı akışları veya zayıf akış hızlarını ölçebilir ve sıvının viskozitesi veya yoğunluğundan bağımsız olarak herhangi bir sıvı için uygunlardır. Pozitif dengeleme akış metrleri, borudaki karışıklığa etkilenmedikleri için dayanıklı kabul edilebilirler.

Nutating disk metri, salınımlı piston metri, salınımlı veya dönen piston metri, dişli metri, oval dişli metri (Şekil 1) ve spiral dişli metri bu kategoriye girer.

Kütle Akış Metrleri

Bu sayaçlar, aracılığıyla geçen maddenin kütlesini ölçerek akış hızının bir tahmini sunar. Bu tür ağırlık odaklı akış sayaçları genellikle, hacimsel analize kıyasla ağırlık tabanlı ölçümün önemli olduğu kimya endüstrilerinde kullanılır.

Isı sayacı (Şekil 2a) ve Coriolis akış sayaçları (Şekil 2b) bu kategoriye girmektedir. Isı sayacı durumunda, prob önceden belirlenmiş bir dereceye ısıtılır ve akışkanın akışı probu soğutur. Isı kaybı algılanabilir ve akışkanın akış hızını belirlemek için kullanılabilir. Diğer yandan, Coriolis sayaçları, akışkanın titreşen tüpten geçmesiyle oluşan frekans veya faz kayması veya genlik değişikliğine dayanır, bu da akış hızının ölçülmesini sağlar.

Farklı Basınç Akış Sayaçları

Farklı basınç akış sayaçlarında, akışkanın borudan geçerken oluşan basınç düşüşünü ölçerek akış hızı ölçülür. Akışkanın borudaki akış hızı arttıkça, daralma noktasında daha fazla basınç düşüşü olur (Şekil 3), bu da sayaçlar tarafından kaydedilebilir. Buradan, akış hızı, basınç düşüşünün kareköküne orantılı olarak hesaplanabilir (Bernoulli denklemi).

Açık plaka sayaç, akış nozul sayaç, akış tüpü sayaç, pilot tüp sayaç, dirsek tap sayaç, hedef sayaç, Dall tüp sayaç, koni sayaç, Venturi tüp sayaç, laminar akış sayaç ve Değişken Alan sayaç (Rotameter) farklı basınç akış sayaçlarının bazı örnekleridir.

Hız Akış Sayaçları

Hız akış sayaçları, aracılığından geçen akışkanın hızını ölçerek akış hızını tahmin eder. Burada, akışkanın hızı, akış hızıyla doğrudan orantılı olduğundan, akış hızına doğrudan bir ölçü verir. Bu sayaçlarda, hızı çeşitli yollarla ölçebilirsiniz, burada türbin kullanımı da bir tanesidir (Şekil 4).

Hızı belirlemek için kullanılan yöntemlere bağlı olarak, türbin akış sayaç, vorteks salma akış sayaç, Pitot tüp akış sayaç, pervane akış sayaç, Paddle veya Pelton tekerlek akış sayaç, tek jet akış sayaç ve çoklu jet akış sayaç gibi çeşitli türde hız akış sayaçları vardır.

Madencilik dahil olmak üzere tehlikeli ortamlardaki akışkanların akış hızının ölçülmesi, non-intrusive akış sayaçlarına ihtiyaç duyar. Hız akış sayaçlarından bir tür olan SONAR akış sayaçları bu tür gereklilikleri karşılar. Ayrıca ultrasonik akış sayaçları ve manyetik akış sayaçları da hız tipi akış sayaçlarının bir parçasıdır.

Optik Akış Sayaçları

Optik akış ölçüm cihazları optik prensiplere dayanır yani ışık kullanarak akış hızını ölçerler. Genellikle, bir lazer ışını ve fotoçözücüleri içeren bir kurulum kullanırlar. Burada, borudan geçen gaz parçacıkları lazer ışınını dağıtarak alıcı tarafından algılanan sinyaller oluşturur (Şekil 5). Ardından, bu sinyaller arasındaki zaman, fotoçözücülerin ne kadar uzakta olacağını bildiğiniz için belirlenir, bu da gazın hızının ölçülmesine yol açar.

Bu ölçüm cihazları, gazı oluşturan parçacıkların gerçek hızını ölçtükleri için, termal koşullardan ve gaz akışındaki değişimlerden etkilenmezler. Bu nedenle, yüksek sıcaklık ve basınç, yüksek nem vb. gibi en uygun olmayan ortamlarda bile çok doğru akış verileri sağlayabilirler.

Açık Kanal Akış Ölçüm Cihazları

Açık kanal akış ölçüm cihazları, akış yolunun özgür bir yüzeyi içerdiği bir sıvının akış hızını ölçmek için kullanılır. Weir ölçüm cihazları ve Flume ölçüm cihazları (Şekil 6), su seviyesini belirli bir noktada ölçmek için bubblers veya flotasyon gibi ikincil cihazları kullanan açık kanal akış ölçüm cihazlarıdır. Bu derinlikten, sıvının akış hızı elde edilebilir.

Diğer taraftan, boya testine dayalı açık kanal akış ölçümünde, belirli bir miktar boyayı veya tuzu, akışkanın akış hızını değiştirmek için kullanılır. Oluşan dilüsyon, akışkanın akış hızının bir ölçüsüdür. Sonra, akış ölçüm cihazlarının çalışması gereken hassasiyet, kullanıldığı uygulamaya bağlıdır. Örneğin, bahçedeki bir borudan geçen suyu izlemek istediğimizde, bir kimyasal işlem için kullanılan alkalin akışını izlemek için kullanılan akış ölçüm cihazından daha düşük hassasiyete sahip bir akış ölçüm cihazı kullanmak yeterli olacaktır. Ayrıca, akış kontrol vanalarıyla birlikte kullanıldığında, akış ölçüm cihazlarının başarılı bir şekilde kontrol eylemleri gerçekleştirebileceği unutulmamalıdır.

Su Ölçüm Cihazı Nedir?

Bir su ölçüm cihazı, bir borudan geçen suyun akış hızını izlemek için kullanılan bir akış ölçüm cihazıdır. Su akışı ölçümünde iki yaygın yaklaşım vardır – yer değiştirme ve hız. Yaygın yer değiştirme tasarımları arasında salınımlı piston ve nutating disk ölçüm cihazları bulunmaktadır. Hız tabanlı tasarımlar arasında tek ve çok jetli ölçüm cihazları ve türbin ölçüm cihazları bulunmaktadır.

Su Ölçüm Cihazlarının Türleri

Su ölçüm cihazları, suyun akışını ölçtükleri mekanizmaya bağlı olarak çeşitli türler halinde sınıflandırılabilir.

Dil Tipi Su Akış Ölçüm Cihazı

Genellikle, tüm konut tipi su ölçüm cihazları pozitif yer değiştirme tipindedir. Bunlar, dişli metre (Şekil 1) veya salınımlı piston veya nutating disk metre tipi olabilir. Burada, su bir kamaraya girer ve bu kamaradan ancak dolduğunda dışarı bırakılır.

Böylece, suyun akış hızını tahmin edebiliriz. Bu ölçüm cihazları, su akış hızı orta düzeyde düşük olduğunda kullanılır.

Tek Jet Su Sayacı

Hızlı su sayacı olarak da bilinen iç kapasite sayaçları, su akış metriklerinin başka bir kategorisidir. Bu sayaçlarda, suyun akış hızı suyun ne kadar hızlı akıldığını izleyerek belirlenir. Bu türün alt kategorileri jet (tek ve çok jetli) ve türbin akış sayaçlarıdır.

Tek jetli sayaçta, tek bir su jeti pervane üzerinde etkileşime girerken, çok jetli sayaçta, birden fazla jet pervane üzerinde etkileşime girer. Ancak her iki durumda da, pervanenin dönme hızı suyun akış hızını ölçer. Diğer yandan, türbin tipi su sayaçları, dönme hızı akış hızını belirleyen bir türbin tekerleği kullanır.

Burada, jet tipi su sayaçlarının düşük akış hızı ölçümleri için uygun olduğunu, türbin tipi akış sayaçlarının ise yüksek akış hızları için uygun olduğunu not etmek önemlidir. Bu nedenle hem yüksek hem de düşük akış hızı ölçümlerini gerçekleştirmek gerektiğinde, daha iyi seçenek bu iki kategoriyi tek bir cihazda birleştiren bileşik tip su sayaçları olacaktır.

Elektromanyetik Su Sayaçları

Su sayaçları aynı zamanda Faraday'nın endüksiyon kanunu kullanarak suyun akış hızını ölçebilir. Bu tür sayaçlar elektromanyetik su sayaçları (Şekil 2) olarak adlandırılır ve genellikle kirli, işlenmemiş veya atık suyu ölçmek gerektiğinde kullanılırlar.

Burada, manyetik ve elektriksel olmayan borudan akan su, sayacın manyetik alanında gerilim oluşturur. Bu gerilimin büyüklüğü manyetik akı yoğunluğuna ve dolayısıyla suyun boruda akan hızına orantılı olacaktır, bu da suyun akış hızını belirlemek için kullanılabilir.

Geçiş Süresi Tipi Su Sayaçları

Su sayaçları ayrıca ultrasonik tip de olabilir, burada suyun akış hızı SES teknikleri kullanılarak ölçülür. Burada ses dalgaları akışkan suya gönderilerek hızı ölçülür. Hız bilindiğinde, metre gövdesinin kesit alanı önceden bilindiği için suyun ilgili akış hızını belirleyebiliriz. Bu tür sayaçlar ya Doppler tipi ya da Geçiş Süresi tipi olabilir.

Su Sayaçlarının Uygulamaları

Su sayaçlarının uygulamaları şunlardır:

1. Su tedarik departmanları, su sayacı kullanıcılardan biridir. Bu departman, binalarda tüketilen su miktarını izlemek amacıyla bu tür sayaçları her binaya kurar. Bu eylemin amacı, onlara uygun şekilde fatura çıkarmaktır.

2. Büyük altyapılar, alt yapılarının her birinde doğru su akışının sağlanması ve sızıntıların veya kırılmaların önlenmesi için su sayaçları kullanır.

3. Soğutma adımı olan endüstriler, suyun ne hızda aktığını izlemek için su sayaçları kullanır.

4. Tarım endüstrileri ve laboratuvarlar, suyun tuzluluğu, pH seviyesi, asitliği gibi farklı özelliklerini analiz etmek amacıyla su sayaçları kullanır.

5. Su ile elektrik enerjisi üreten hidroelektrik santraller, aralarından geçen su akışını kontrol altında tutmak için su sayaçları kullanır.

6. Turbine tipi su sayaçları, yangın söndürme sistemlerinde kullanılır.

Akış Ölçümü

Akış ölçümü, belirli bir ilgi alanından ne kadar madde geçtiğini ölçme yöntemidir (Şekil 1). Genellikle, endüstriyel süreçlerde katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç tür 'madde' ölçümü talep edilir.

Katıların Ölçülmesi

Katı maddeler genellikle ağırlıklarına göre ölçülür, yani katıların akış hızı, birim zamandaki katının kütlesinin oranı veya birim zamandaki katının ağırlığının oranı olarak ifade edilir. Bu nedenle, kilogram-baş-sn, gram-baş-sn, kilogram-baş-saat, gram-baş-dakika, ton-baş-saat veya benzeri birimleri kullanırız.

Sıvıların Ölçülmesi

Sıvılar, ağırlıkları veya hacimleri açısından ölçülebilir. Bu, sıvıların akış hızının, birim zamandaki sıvının ağırlığının oranı veya birim zamandaki sıvının hacminin oranı olarak ifade edileceği anlamına gelir. Buna göre, ton-baş-saat, kilogram-baş-sn, litre-baş-saat, m3-baş-dakika vb. birimler kullanabiliriz.

Gazların Ölçülmesi

Gazlar genellikle hacimlerine göre ölçülür, yani gazların akış hızı, birim zamandaki gaz akışının hacminin oranı olarak ifade edilir. Bu nedenle, gazların akışı m3-baş-saat, Nm3-baş-saat vb. birimlerde ölçülür. Gazların akışını ölçerken dikkat edilmesi gereken başka önemli bir faktör de, gazların sıkıştırılabilir sıvılar (sıvılardan farklı) olmasıdır, bu nedenle hacimleri basınca (ve sıcaklıkta da) bağlı olarak değişir. Bu faktörü hesaba katmak için, orijinal koşullarda ölçülen değerler genellikle normal sıcaklık ve basınç (NTP) tabanına veya Standart Sıcaklık ve Basınç (STP) tabanına dönüştürülür.

Akış Ölçerleri

Akış ölçümü, bu makalede daha önce ayrıntılı olarak tartışılan akış ölçerlerinin (Şekil 2) kullanılarak gerçekleştirilir.

Bu akış ölçerleri, ölçülen miktar ve çalışma prensibine bağlı olarak farklı türlerdedir. Diferansiyel basınç ölçer, değişken alan ölçer, türbin akış ölçer, Coriolis ölçer, dişli ölçer, Woltman ölçer, tek jet ölçer, çoklu jet ölçer, palet tekerlek ölçer, akım ölçer, Venturi ölçer, koni ölçer, doğrusal direnç ölçer, Vortex akış ölçer, manyetik akış ölçer, ultrasonik akış ölçer, temassız elektromanyetik akış ölçer vb. birçok tip akış ölçerlerin sadece bir kısmıdır.

Akış Sensörleri

Sensörler, belirli bir parametredeki değişiklikleri izlemek için kullanılan cihazlardır. Bu bağlamda, akış sensörleri, maddenin belirli bir durumundaki akış hızındaki değişimleri izlemek için kullanılan cihazlardır. Bunlar, akış hızındaki en küçük değişimleri bile kaydetmesi beklenen yüksek hassasiyetli olmalıdır.

Birçok tür akış ölçer ve akış sensörünün varlığı, otomatik kontrol sistemlerinin tasarımı dahil olmak üzere birçok endüstriyel uygulamada akış ölçüm kavramına atfedilen önemden doğrudan bir sonuçtur.

Açıklama: Orijinali saygıya değer iyi makaleler paylaşmaya değerdir, eğer kopya hakkı ihlali varsa lütfen silme isteyin.