روتامتر هوا

دلایل زیادی وجود دارد که باعث می‌شود اندازه‌گیری جریان در مقطع متغییر در بسیاری از موارد مفید و کاربردی باشد. فلومترهای جریان متغیر جریان را توسط یک قطعه متحرک و بصورت مکانیکی اندازه‌گیری می‌کنند. این کار باعث اندازه‌گیری مطمئن و نصب آسان آن می‌شود. همچنین می‌توان از روتامتر در مواردی که هیچ انرژی الکتریکی وجود ندارد استفاده کرد. به دلیل تنوع در متریال ساخت و ابعاد مختلف مقطع ورودی و خروجی جریان ، دستگاه‌های بسیار متنوعی در بازار وجود دارد. روتامترهای جریان متغیر دارای افت فشار کم و مقیاس‌های خطی بوده و قابلیت ارائه نتایج اندازه‌گیری بصورت الکترونیکی را نیز دارا می‌باشند. این ویژگی‌ها تفسیر اندازه‌گیری را آسان‌تر کرده و همچنین قابلیت اندازه‌گیری جریان بصورت مکانیکی را حفظ می کند. روتامترها دستگاه‌هایی با لوله‌‌های مخروطی هستند که در دبی‌های پایین دقت بالایی دارند و درصورتی که دارای لوله شیشه ای یا پلاستیکی باشد قیمت ارزانی نیز دارند.

از معایب روتامترها این است که باید به صورت عمودی و یا در مایعات دارای جریان عمودی نصب شوند، و همچنین شاخص مدرج این دستگاه‌ها فقط برای یک سیال خاص و در شرایط کالیبره شده معتبر خواهد بود. در حالی که شناورهای روتامتر معمولاً نسبت به ویسکوزیته حساس نیستند، اما با این وجود اپراتور باید مرتب بررسی کند که آیا کالیبراسیون روتامتر نصب شده برای کاربردهای فعلی انجام شده یا خیر.

انواع روتامترها

روتامترها می‌توانند بر اساس کاربردهای مختلفی که دارند استفاده شوند.

بای‌ پس اوریفیس : روتامترها را می توان در مسیر بای‌پس اطراف فلنج اوریفیس نصب کرد تا بتواند نرخ جریان بیشتری را پوشش دهد. اختلاف فشار در مایع یا گاز (ناشی از صفحه اوریفیس) جریان نسبتاً کمی را در روتامتر ایجاد می کند که می‌تواند به اندازه‌گیری جریان در خط لوله اصلی کمک کند. این دستگاه ها به ویژه در مناطق خطرناک یا دورافتاده، و در مواردی که انرژی برق وجود ندارد، بسیار مفید هستند. عدد اندازه گیری شده توسط روتامتر را می‌توان بصورت مستقیم و بدون تبدیل واحد برای جریان اندازه‌گیری شده در خط لوله اصلی استفاده کرد و همچنین می‌توان بدون نیاز به جداسازی و یا برداشتن روتامتر، لوله را تنظیم یا تمیز کرد.

نصب به صورت خطی : این نوع استفاده ، محبوب ترین شیوه ی کاربرد روتامترها است. این روتامترها برای ساده‌سازی تنظیمات و کنترل دقیق دبی‌های کم سیال، و به طور معمول در موارد تخلیه مایع یا گاز از لوله‌های اندازه‌گیری، طراحی شده اند. آنچه که این روتامترها را برای کاربردهای این چنینی مفید می‌کند، وجود یک تنظیم کننده جریان است که باعث می شود سرعت جریان تخلیه سیال در سطح مشخصی ثابت بماند.نرخ تخلیه سیال را می توان با استفاده از یک شیر سوزنی تنظیم کرد.

در زیر لیستی از کاربردهای این دستگاه ها آورده شده است:

– اندازه گیری سطح مایع

– اندازه گیری نوسانات فشار در فلومترهای اوریفیس

– روغنکاری مداوم و تحت فشار یاتاقانها

– اندازه‌گیری چگالی

–  آنالیزورهای گاز

پارامترهای مهم در انتخاب روتامتر 

دبی جریان

نرخ جریان حجمی مایع : نرخ جریان حجمی مایع فقط در آن دسته از روتامترها مهم است، که به منظور اندازه‌گیری حجم جریان مایع استفاده می‌شوند. این پارامتر بر حسب حجم نسبت به زمان بیان می‌شود.

نرخ جریان حجمی گاز : سرعت جریان حجمی گاز فقط در روتامترها اهمیت دارد که برای اندازه‌گیری حجم جریان گاز استفاده می‌شوند. این پارامتر بر حسب حجم نسبت به زمان بیان می‌شود.

فشار کاری : فشار کاری یا عملیاتی ماکسیمم فشار قابل تحمل توسط روتامتر است که در مجموعه اتفاق می‌افتد. این امر به ویژه برای گازها بسیار مهم است، چرا که فشار می تواند چگالی گاز را تغییر دهد.

دمای سیال : حداکثر دمای قابل اندازه‌گیری سیستم است، که معمولاً به متریال استفاده شده در ساخت ابزار اندازه‌گیری بستگی دارد.

قطر لوله :  قطر لوله نیز به ویژه به منظور در نظر گرفتن شرایط و موقعیت نصب ابزار مهم است.

نشانگر مقیاس-گونه : این مورد ممکن است سلیقه شخصی و یا براساس استانداردهای سیستم باشد. نشان دادن پارامتر بصورت درصد، نشان دادن مستقیم مقدار اندازه‌گیری شده (بر حسب واحدهای مورد نظر) یا هر فرمت دیگر، مثال‌هایی از خوانش مقیاس-گونه پارامتر است، که نیازهای فرآیند اندازه‌گیری را تامین می‌کند.

الزام وجود سوپاپ :  برای چنین کاربردهایی به سوپاپ نیاز نیست، اما متداول ترین سوپاپ‌های مورد استفاده در روتامترها، سوپاپ سوزنی است.

انواع سیالات کاری

روتامترها را می‌توان برای اندازه‌گیری جریان مایع یا گاز پیکره‌بندی کرد. اندازه گیری جریان مایعات و گازها در بسیاری از کارخانه های صنعتی یک نیاز اساسی است. در برخی موارد، توانایی اندازه‌گیری دقیق جریان آنقدر مهم است که می‌تواند منجر به سود و یا ایجاد خسارت در سیستم شود. در موارد دیگر، اندازه گیری غلط جریان می‌تواند نتایج جدی (یا حتی فاجعه باری) به بار آورد. سیالات کاری به احتمال زیاد مایع، گاز یا بخار است. درک ماهیت سیال از جمله خصوصیات خورندگی، غلظت، وجود مواد جامد حل شده در سیال و چگالی و گرانروی سیال در سیستم اهمیت به سزایی دارد.

دانسیته سیال باید با بر حسب واحدهای خاص، مانند گرم بر سانتی‌متر مکعب و در دمای عملیاتی خاص بیان شود. دانسیته را می توان با وزن مخصوص سیال نیز بیان کرد- نسبت دانسیته سیال کاری به دانسیته آب. ویسکوزیته سیال کاری به طور معمول بر حسب واحدهای خاصی مانند سنتی‌پوآز یا سنتی‌استروک و در دمای عملیاتی مشخصی اندازه‌گیری می‌شود.

مواد

اجزای اصلی روتامتر جریان : متغیر شامل لوله مخروطی و شناور است. هنگام انتخاب دستگاه روتامتر، جنس هر دوی این قطعات باید در نظر گرفته شود.

جنس لوله

شیشه : شیشه بوروسیلیکات در ساخت لوله اندازه‌گیری مخروطی استفاده می شود و ماده اصلی و اولیه مورد استفاده برای ساخت روتامتر بوده است. شناور از بیرون لوله قابل مشاهده است، و به کاربر این امکان را می‌دهد تا جریان سیال داخل سیستم را مشاهده کند و همچنین جریان اندازه‌گیری شده را مستقیماً از طریق صفحه مدرج روی سطح شیشه نشان می‌دهد. این وسایل به بهترین شکل ممکن برای  اندازه‌گیری دقیق و مطمئن نرخ جریان با تکرارپذیری بالا استفاده می‌شوند. روتامترها ی شیشه‌ای می‌توانند مجهز به سیستم‌های هشدار‌دهنده‌ای شوند تا در مواردی که دبی سیستم از دبی تنظیم شده بالاتر یا کمتر شود به اوپراتور هشدار دهند. این وسایل همچنین دارای طیف گسترده ای از اتصالات و درپوش‌ هستند. لوله‌های شیشه‌ای می‌توانند فشار را تا 300psig و دمای 250 درجه فارنهایت را تحمل کنند.

فلز : روتامترهای مجهز به لوله فلزی با عنوان روتامترها ی زرهی نیز شناخته می‌شوند و از فولاد ضد زنگ نوع 316 مقاوم در برابر خوردگی ساخته شده‌اند. این نوع فولاد در برابر خوردگی مقاوم است و در اندازه‌گیری جریان بخار که شرایط کاری مانع از استفاده از شیشه می‌شود، بسیار مناسب است. این روتامترها برای کاربرد در دماها یا فشارهای بالاتر از حد مجاز برای لوله شیشه‌ای، بهترین انتخاب هستند. یک آهنربا که در داخل شناور قرار دارد به یک نشانگر ارتباط دارد و سرعت جریان را از طریق صفحه مدرج نشان می دهد. روتورهای مجهز به لوله فلزی نیازی به جریان الکتریکی ندارند. در این روتامترها می‌توان هشدار‌دهنده‌هایی برای جریان کم/زیاد و همچنین یک مبدل الکتریکی نصب کرد که بتواند سیگنال‌هایی را به یک نشانگر، حافظه یا کنترلر از راه دور ارسال کند. لوله‌های فلزی می توانند فشار را تا  1500psig و دما را تا ° F 900 تحمل کنند.

پلاستیک : روتامترها ی مجهز به لوله پلاستیکی یک جایگزین بسیار مقرون به صرفه برای نوع شیشه‌ای یا فلزی هستند. رایج ترین نوع پلاستیک مورد استفاده اکریلیک شفاف است چرا که این ماده در اکثر فرآیندهای صنعتی عملاً نشکن است. روتامترها ی پلاستیکی برای مواردی که فلز و قطعات خیس شده قابل استفاده نیستند مانند آب یونیزه یا محیط های خورنده، بهترین انتخاب هستند. لوله های پلاستیکی به طور معمول می‌توانند فشار تا 100psig و دمای 150 درجه فارنهایت را تحمل کنند.

جنس شناور

شناورها در اشکال ، اندازه ها و با متریال متنوع و بمنظور کاربردهای مختلفی ساخته می‌شوند. شناورهای کوچک معمولاً از شیشه دودی، فولاد ضد زنگ، آبی یاقوتی، کاربولوی یا تانتال ساخته می‌شوند. شناورهای بزرگتر از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته می‌شوند. چگالی شناور را می توان برای تنظیم دامنه کاری روتامتر و مقاومت در برابر خوردگی سیال اندازه‌گیری شونده تغییر داد. فولاد ضد زنگ نوع 316 متداول ترین ماده برای شناور است اما موارد دیگر نظیر  PVC، تفلون و تانتالوم نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.