فلومتر کوریولیس که نوعی از فلومترهای جرمی یا مس فلومترها به حساب می‌آید، جرم سیال را از طریق اینرسی آن اندازه‌گیری می‌کند. این نوع فلومترها را می‌توان دقیق‌ترین نوع فلومتر دانست که در بسیاری صنایع جهت اندازه‌گیری فلو سیال مورد استفاده قرار می‌گیرند. این فلومترها بر طبق اصل تاثیر کوریولیس (Coriolis effect) عمل می‌کنند و از سال ۱۹۷۰ وارد صنعت شده‌اند.
برای اطمینان از اندازه‌گیری صحیح فلو توسط مس فلومترهای کوریولیس لازم است که آن‌ها را در فرایندهای صنعتی به درستی نصب کرد. در این مطلب از وبلاگ پریسماتک قصد داریم به بررسی نحوه نصب فلومتر کوریولیس بپردازیم. برای اطلاع از اصول کار فلومترهای کوریولیس به مطلب فلومتر کوریولیس مراجعه کنید.
لینک خرید مس فلومتر کوریولیس پریسماتک
یکی از مزیت‌های مس فلومترهای کوریولیس این است که هیچ محدودیت عدد رینولدزی برای این فلومترها وجود ندارد. همچنین این نوع فلومترها به چرخش‌ها و اعوجاجات پروفایل سرعت حساس نیستند. بنابراین احتیاجی به لوله مستقیم یا straight runs برای آرام‌سازی جریان سیال در بالادست و پایین دست تجهیز وجود ندارد. نکته‌ای که باید به آن توجه شود این است که فلومترهای کوریولیس باید به نحوی نصب شوند که سیال داخل آن‌ها را کاملا پر کند و هوا نتواند داخل تیوب حبس شود. همچنین در کاربردهای بهداشتی زه‌کشی یا تخلیه تجهیز باید به صورت کامل انجام شود.
با توجه به موارد فوق، مطلوب‌ترین شیوه نصب را می‌توان نصب در لوله‌های عمودی با مسیر فلو رو به بالا دانست که در تصویر B زیر نشان داده شده است. البته نصب در لوله‌های افقی مطابق تصویر A زیر نیز کاملا صحیح است. اما نصب در شرایطی که در لوله‌های عمودی فلو رو به پایین است، توصیه نمی‌شود. در طراحی‌های جدیدتر فلومتر کوریولیس، اگر نصب با لوله‌های فرایندی مناسب ساپورت شود، ارتعاشات عادی لوله بر عملکرد فلومتر کوریولیس تاثیر نمی‌گذارد. در قسمت C تصویر زیر انواع pipe support فلومترهای کوریولیس نشان داده شده است.
برای فلو تیوب هیچ ساپورت یا پد (pad) خاصی نیاز نیست. اما در هر دو طرف فلومتر کوریولیس باید pipe supports استاندارد نصب شود. اگر در راهنمای نصب نیاز به سخت‌افزار یا ساپورت خاصی ذکر شده باشد، احتمال دارد که آن طراحی خاص فلومتر کوریولیس به ارتعاش حساس باشد و تمام دمپرهای پالس (pulsation dampeners)، اتصالات منعطف و سایر تجهیزات mounting/clamping توصیه شده توسط سازنده باید با دقت نصب شود.
اگر در کاربرد خاص مورد نظر لازم باشد دو فلومتر کوریولیس به صورت سری و یا نزدیک به هم نصب شوند، باید حتما با سازنده مشورت کرد تا از وقوع تداخل (crosstalk) بین دو تجهیز جلوگیری کرد. اگر امکان وجود حباب‌های هوا در سایل فرایند وجود دارد، توصیه می‌شود در بالا دست تجهیز یک آزادساز هوا (air release) نصب شود. مشخصه‌های طراحی سیستم که منجر به حضور حباب‌های هوا می‌شوند به صورت زیر هستند که معمولا در فاز طراحی می‌توان بسیاری از آن‌ها را رفع کرد.
توصیه می‌شود در بالادست تجهیز مس فلومتر کوریولیس فیلتر، استرینر (strainer) یا حذف‌کننده هوا و بخار برای حذف تمام فازهای ثانویه ناخواسته نصب شود. در تصویر زیر نحوه نصب یک آزادساز هوا یا حذف‌کننده هوا نشان داده شده است.
عملکرد آزادساز هوا از طریق آهسته کردن سرعت سیال است تا به هوای حبس‌شده زمان برای جداشدن و تخلیه از طریق ونتیگ (venting) داده شود. بالا و پایین رفتن سطح مایع در آزادساز هوا به دلیل تجمع هوا، منجر به باز و بسته شدن ولو ونت (vent valve) و تخلیه هوا می‌شود. این مفهوم در قسمت A و B تصویر فوق نشان داده شده‌اند.
ولوهای کنترلی باید در پایین دست فلومتر کوریولیس نصب شوند تا بک پرشر (backpressure) روی تجهیز افزایش یابد و امکان وقوع کاویتاسیون کاهش یابد. زمانی که سیال فرایند باید در دمای بالاتر نگهداری شود، برخی مس فلومترهای کوریولیس با جکت‌های بخار (steam jackets) نیز تجهیز می‌شوند. به عنوان یک گزینه دیگر، تپ‌های هیتینگ الکتریکی نیز می‌توانند به هاوزینگ مس فلومتر کوریولیس اضافه شوند. تپ‌های هیتینگ یا جکت‌ها باید توسط سازنده نصب شوند.
اگر به اندازه‌گیری فلو نیاز نداشته باشیم، می‌توان از مس فلومتر کوریولیس به عنوان چگالی متر (densitometer) استفاده کرد. در این حالت برای کاهش هزینه‌ها معمولا یک فلومتر کوچک با سایز ۱/۲ اینچ در خط بای‌پس نصب می‌شود. این پیکربندی فقط در سرویس‌های تمیز مورد استفاده قرار می‌گیرد که موجب گرفتگی لوله کوچک فلومتر نشود. همچنین باید یک مانع در لوله اصلی (بین بای‌پس) قرار داده شود تا از وجود فلو در تجهیز اطمینان حاصل شود.
محل نصب فلومترهای کوریولیس باید به نحوی انتخاب شود که از منابع ایجادکننده تداخل مانند پمپ‌ها دور باشد. این ادوات می‌توانند منجر به ایجاد نویز در لوله شوند. فلومترهای کوریولیس باید حداقل ۵ متر دورتر از منابع نویز الکترومغناطیسی مانند موتورهای توان بالا و ترانسفورمرها نصب شوند. همچنین اگر فلومتر به صورت سری در یک خط یکسان مورد استفاده قرار می‌گیرد باید تمهیدات لازم برای جلوگیری از تاثیر متقابل ناشی از رزونانس ارتعاش اندیشیده شود. فاصله بین سنسورها باید بیشتر از ۲ متر باشد.
هنگام نصب فلومترها باید به انبساط و انقباض لوله‌های فرایند ناشی از تغییرات دمایی توجه کرد. توصیه می‌شود که به هیچ وجه فلومتر در نزدیکی اتصالات انبساطی (expansion joint) نصب نشوند. زیرا انبساط و انقباض لوله منجر به ایجاد تنش عرضی (transverse stress) می‌شود که بر صفر فلومتر تاثیر می‌گذارد و دقت اندازه‌گیری را کاهش می‌دهد. همان طور که در بالا ذکر کردیم، فلومتر کوریولیس باید در محلی نصب شود که تیوب آن همواره پر از سیال باشد و فشار در خروجی حفظ شود. بنابراین فلومتر باید در محلی پایین‌تر از لوله نصب شود.
فلش رسم‌شده در قسمت روبه‌روی فلومتر نشان دهنده جهت فلو است که هنگام نصب باید به آن توجه کرد. در غیر این صورت، فلومتر مقدار را به درستی نشان نخواهد داد. اگر سیال فرایند مایع یا slurry باشد، جهت جریان از پایین به بالا است. اگر سیال فرایند گاز باشد، جهت فلو می‌تواند هم پایین به بالا و هم بالا به پایین باشد. برای اندازه‌گیری صحیح فلو، لازم است فلومتر کاملا پر از سیال باشد. به همین دلیل، در نصب‌های افقی، اگر سیال مایع یا slurry باشد، تیوب فلو در پایین دست لوله نصب می‌شود و اگر سیال گاز باشد، تیوب فلو در بالادست لوله نصب می‌شود. در نصب‌های عمودی، برای سیالات مایع، گاز و slurry، تیوب اندازه‌گیری باید در کنار لوله نصب شود. نصب‌های افقی و عمودی فلومتر کوریولیس و برای سیالات مختلف در تصویر زیر نشان داده شده‌اند.
در صورت وجود حباب‌های گاز، فلومتر نباید در بالاترین نقطه (A) و در صورت وجود ذرات جامد نباید در پایین‌ترین نقطه (B) لوله نصب شود. همچنین برای جلوگیری از خالی شدن فلومتر، نباید آن‌ها را در خطوط نزولی (drop line) در نزدیکی انتهای باز (C) نصب کرد.
مستقیما قبل و بعد از فلومتر کوریولیس باید از کاهش یا توسعه لوله خودداری کرد. نکته دیگر این است که ولوهای کنترلی، اریفیس و هر تجهیز تولیدکننده صوت در نزدیکی سنسور نصب نشود.
همچنین از نصب مستقیم در سمت سنسور خودداری شود، زیرا منجر به خطای اندازه‌گیری می‌شود. برای نصب فلومترهای ۶ اینچ و بزرگتر، برای ساپورت سنسور باید از کانکتورهای لاستیکی به عنوان بافر استفاده کرد.
قبل از صفر کردن فلومتر کوریولیس، باید تمام هوا از درون آن تخلیه شود. برای این منظور می‌توان سیال را با سرعت حدود ۲ تا ۶ فوت بر ثانیه برای چند دقیقه درون فلومتر کوریولیس به گردش در آورد. در batching یا سایر کاربردهای فلو تناوبی، فلومتر باید کاملا پر باشد تا به پاکسازی مجدد نیاز پیدا نکند. تمام فلومترهای کوریولیس باید به نحوی نصب شوند که زمان پر شدن با مایع، بتوانند صفر شوند. هنگام صفر کردن فلومتر، تمام پمپ‌ها و یا سایر تجهیزات متناظر با آن باید روشن باشند تا با وجود نویز حاصل از آن‌ها کالیبراسیون شود. در اکثر مواقع با قرار دادن یک ولو shut-off در پایین دست فلومتر و یا کار کردن پمپ با مسدود کردن تخلیه آن می‌توان به این هدف رسید. البته این کار در پمپ‌های سانتریفیوژی و برای مدت زمان کوتاهی ممکن است. همچنین با باز کردن بای‌پس پمپ در پمپ‌های جابجایی مثبت نیز می‌توان به این هدف رسید. ولوهای مورد استفاده در صفر کردن فلومتر کوریولیس باید امکان قطع سریع (tight shut-off) را فراهم کنند و ولوهای double-seated برای این کار ترجیح داده می‌شوند.
فلومترهای کوریولیس که می‌خواهیم به صورت اینلاین کالیبره شوند، باید به ولوهای بای‌پس و بلاک مجهز باشند تا بتوان فلومتر استاندارد مرجع را بدون مزاحمت برای فرایند نصب و یا منفصل کرد. بر اساس استاندارد ISO 9000، برای کالیبراسیون اینلاین باید خروجی فلومتر کوریولیس مورد نظر با یک استاندارد مرجع با دقت بالا مانند یک تانک وزنی کالیبره شده dead-weight مقایسه شود.
انتظار می‌رود که استاندارد رفرنس دارای دقت بیشتری نسبت به فلومتر مورد کالیبره باشد، اما در مورد فلومتر کوریولیس به دلیل دقت بالای آن‌ها این حالت نادر است. در نصب‌های کمتر بحرانی که تانک‌های وزنی موجود نباشند، از پروورهای حجمی (volumetric provers) یا مسترمیترها (master meters) استفاده می‌شود که معمولا یک فلومتر کوریولیس یا فلومتر توربین دیگر هستند که در آزمایشگاه کالیبره شده‌اند. زمانی که از یک رفرنس حجمی برای کالیبراسیون مس فلومتر استفاده شود، چگالی سیال باید به صورت دقیق تعیین شود.
اگر این مطلب برای شما مفید بود، شاید مطالب زیر نیز برای شما مفید باشند:
کالیبراسون ترانسمیتر فشار ــ راهنمای کاری
سنسور فشار دیافراگمی ــ مفاهیم و اصول کاری
فلومتر اختلاف فشار یا فشار تفاضلی ــ راهنمای جامع نصب
فلومتر الکترومغناطیسی ــ از صفر تا صد
پریسماتک اولین تولیدکننده رفرکتومتر، فلومتر و کنداکتیویتی‌مترهای صنعتی در انواع مختلف است. برای راهنمایی در انتخاب این ابزارها با شماره‌های شرکت تماس بگیرید.
محصولات پریسماتک:
