تکنولوژی فلومتر ورتکس از جمله پیشرفت‌های برجسته در زمینه اندازه‌گیری جریان مایعات است. این دستگاه‌ها بر پایه پدیدة "انحنای ورتکس" عمل می‌کنند که با ایجاد ورتکس‌هایی در مسیر جریان، امکان اندازه‌گیری دقیق جریان مایع را فراهم می‌کنند. یکی از ویژگی‌های بارز این تکنولوژی، دقت بالا در اندازه‌گیری جریان است که باعث شده است که در صنایعی که نیاز به اندازه‌گیری دقیق و قابل‌اعتماد جریان مایعات دارند، به طور گسترده مورداستفاده قرار بگیرند.
علاوه بر این، فلومترهای ورتکس دارای قابلیت‌هایی همچون محدوده دمایی و فشاری گسترده، کاهش افت فشار کم، و قابلیت نصب در خطوط لوله با قطرهای مختلف هستند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که این دستگاه‌ها برای استفاده در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، شیمیایی، آب و فاضلاب، و صنایع فراوری بسیار مناسب باشند. به‌طورکلی، فلومترهای ورتکس به‌عنوان یک ابزاردقیق، قابل‌اعتماد و چندمنظوره در اندازه‌گیری جریان مایعات، به‌شدت به بهبود عملکرد و کارایی صنایع مختلف کمک کرده و جایگاه ویژه‌ای در این صنایع به دست آورده‌اند. درصورتی‌که درگیر انتخاب و خرید فلومتر هستید، حتماً به این مشخصه‌ها و این که دستگاه از چه نوع است دقت کنید.
فلومتر ورتکس یکی از انواع تجهیزات کاربردی و مهم اندازه‌گیری جریان مایعات است که برای اندازه‌گیری سرعت و حجم جریان مایعات مورداستفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه اصلی‌ترین اجزای خود را شامل یک بدنه است که در آن مایع جاری است، و یک النگوی ورتکس است که در داخل بدنه قرار می‌گیرد. ورتکس‌ها به دلیل وجود یک باریکه یا انحنا در مسیر جریان، القای موج‌های ورتکس در مایع ایجاد می‌کنند.
وقتی مایع از النگوی ورتکس عبور می‌کند، موج‌های ورتکس ایجاد می‌شود که فرکانس آنها به نسبت سرعت جریان مایع تغییر می‌کند. این فرکانس توسط سنسورهای موجود در فلومتر اندازه‌گیری می‌شود و با استفاده از الگوریتم‌های خاص، سرعت و حجم جریان مایع محاسبه می‌شود.
فلومترهای ورتکس از دقت بالا، قابلیت استفاده در شرایط فشار و دمای مختلف، و عدم نیاز به قطع و وصل مجدد لوله‌ها برای نصب و کالیبراسیون مشتریان اطمینان می‌دهند. به دلیل این ویژگی‌ها، فلومترهای ورتکس به‌عنوان یکی از انتخاب‌های پرکاربرد برای اندازه‌گیری جریان مایعات در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، شیمیایی، آب و فاضلاب، و صنایع فراوری بهره‌برداری می‌شوند.
تاریخچه فلومتر ورتکس به دوران پس از جنگ جهانی دوم بازمی‌گردد. در سال ۱۹۵۰، مهندسی به نام Ludwig Prandtl تئوری "انحنای ورتکس" را توسعه داد. او به این نتیجه رسید که وقتی یک جریان مایع از یک مانعی با سطح انحنای خاص عبور می‌کند، ورتکس‌هایی در پس آن ایجاد می‌شوند. این ورتکس‌ها به نسبت سرعت جریان مایع تغییر می‌کنند. سپس، در سال ۱۹۶۰، مهندسی به نام Horace W. Vogel این ایده را در یک طرح عملی پیاده‌سازی کرد و فلومتر ورتکس را اختراع کرد.
در آغاز، فلومترهای ورتکس برای کاربردهای محدودی مورداستفاده قرار می‌گرفتند؛ اما با گذشت زمان و بهبود فناوری، این دستگاه‌ها به‌عنوان یکی از ابزارهای مهم در صنایع مختلف اندازه‌گیری جریان مایعات مورداستفاده قرار گرفتند. امروزه، فلومترهای ورتکس به‌عنوان یکی از گزینه‌های پرکاربرد برای اندازه‌گیری جریان مایعات در صنایع نفت و گاز، شیمیایی، آب و فاضلاب، صنایع فراوری، و غیره شناخته می‌شوند، به‌ویژه به دلیل دقت بالا، قابلیت استفاده در شرایط مختلف فشار و دما، و نیاز کم به تعمیر و نگهداری بسیار کاربردی و ایده‌آل است.
اصول کارکرد فلومتر ورتکس بر اساس پدیده‌ای به نام "جریان کارکرد انحنای ورتکس" استوار است و به طبع ورتکس‌ها در مکانی که یک مایع از یک مانع با سطح انحنای خاص عبور می‌کند ایجاد می‌شوند. این انحنا یا مانع می‌تواند به‌صورت یک النگو یا بدنه خاصی باشد که در مسیر جریان قرار گرفته است.
وقتی مایع از این مانع عبور می‌کند، فشار آن افت می‌کند و به دنبال آن ورتکس‌هایی در پس مانع ایجاد می‌شود. فرکانس این ورتکس‌ها به نسبت سرعت جریان مایع تغییر می‌کند. سپس، فلومتر ورتکس با استفاده از سنسورهای مناسب این ورتکس‌ها را شناسایی کرده و فرکانس آنها را اندازه‌گیری می‌کند. باتوجه‌به تعداد و فرکانس ورتکس‌های ایجاد شده، می‌توان سرعت و حجم جریان مایع را محاسبه کرد.
ورای، فلومتر ورتکس بر اساس اندازه‌گیری فرکانس ورتکس‌هایی که در مسیر جریان مایع ایجاد می‌شوند، عمل می‌کند. این دستگاه به دلیل سادگی عملکرد و دقت بالای خود، به یکی از ابزارهای پرکاربرد برای اندازه‌گیری جریان مایعات در صنایع مختلف تبدیل شده است.
فلومترهای ورتکس بر اساس نوع سیال و شرایط کاربری متنوعی طراحی شده‌اند تا بتوانند با انواع مختلفی از مایعات کار کنند. درصورتی‌که قصد خرید فلومتر را دارید، باید بدانید که فلومترهای ورتکس باتوجه‌به نوع سیال مورداستفاده و شرایط کاری، متنوع و گسترده هستند و در انواع مختلفی از صنایع از جمله نفت و گاز، شیمیایی، آب و فاضلاب، و صنایع فراوری استفاده می‌شوند.
۱. فلومترهای ورتکس برای مایعات: این نوع فلومترها برای اندازه‌گیری جریان مایعات مختلف مانند آب، نفت، شیرین‌کننده‌ها، مواد شیمیایی و غیره استفاده می‌شوند. همین‌طور در یک تفسیر کلی طراحی و المان‌های ساختاری این مدل برای مایعات با ویسکوزیته و چگالی متفاوت بهینه شده‌اند.
۲. فلومترهای ورتکس برای گازها: دسته‌بندی دیگر فلومترها برای اندازه‌گیری جریان گازهای مختلف مانند گازهای طبیعی، هوا، بخار و غیره استفاده می‌شوند. طراحی آنها برای کاهش ضریب نفوذ و بهبود دقت در شرایط با فشار و دماهای متغیر بهبودیافته است.
۳. فلومترهای ورتکس دوفازی: مدل دوفاز این دستگاه‌ها برای اندازه‌گیری جریان دوفازی مانند مخلوط‌های گاز و مایع، گاز و بخار، گاز و مایع و غیره استفاده می‌شوند. ساختار و تنظیمات آنها برای دقت بالا در اندازه‌گیری جریان‌های دوفازی طراحی شده.
فلومتر ورتکس با سنسور تک و دو سنسور دارای تفاوت‌های اساسی است که بر توانایی اندازه‌گیری و دقت آنها تأثیرگذار است. فلومتر ورتکس با سنسور تک، تنها یک سنسور برای اندازه‌گیری ورتکس‌های ایجاد شده در مسیر جریان مایع استفاده می‌کند. این روش اندازه‌گیری اغلب در شرایط کاری ساده‌تر و کاربردهایی که دقت بالایی موردنیاز نیست مورداستفاده قرار می‌گیرد.
از سوی دیگر، فلومتر ورتکس با دو سنسور دارای دو سنسور است که به دستگاه کنترلی ارتباط دارند و اطلاعات از هر دو سنسور را بررسی می‌کنند. این اطلاعات برای مقایسه و بهبود دقت اندازه‌گیری جریان و کاهش تأثیرات محیطی مانند نوسانات دما و فشار مورداستفاده قرار می‌گیرد. به دلیل استفاده از دو سنسور و قابلیت مقایسه اطلاعات، فلومتر ورتکس با دو سنسور معمولاً دقت بیشتری در اندازه‌گیری جریان مایع فراهم می‌کند، اما همچنین هزینه و پیچیدگی بیشتری دارد.
همان‌طور که پیش‌ازاین هم ذکر شد، فلومتر ورتکس یک دستگاه اندازه‌گیری جریان مایعات است که از ترکیب چند اجزاء تشکیل می‌شود. اجزای تشکیل‌دهنده یک فلومتر ورتکس عبارت‌اند از بدنه فلومتر که مسیر جریان مایع را فراهم می‌کند، بخش سیال که شامل مایع جاری است که باید جریان آن اندازه‌گیری شود، سنسور فلومتر که ورتکس‌های ایجاد شده در مسیر جریان را تشخیص داده و اطلاعات مربوط به آنها را به ترانسمیتر فلومتر منتقل می‌کند و ترانسمیتر فلومتر که اطلاعات دریافتی از سنسور را تجزیه‌وتحلیل کرده و به اشکال موردنیاز برای نمایش یا استفاده‌های دیگر تبدیل می‌کند. این اجزاء به همتا همکاری کرده و مجموعاً عملکرد صحیح و دقیق فلومتر ورتکس را فراهم می‌کنند.
دستگاه فلومتر ورتکس یا جریان در مدل‌های مختلف در بازار عرضه شده که هرکدام از آنها دارای یک سری ویژگی‌ها و خصیصه‌های مثبت به دلیل مشخصات و امکانات هستند. در ادامه جزئیات بیشتری را در مورد مزایای دبی‌سنج ورتکس بررسی خواهیم کرد.
یکی از مزایای اصلی فلومتر ورتکس، دقت بالای آن است. این دقت بالا به دلیل اصل عملکرد و اجزاء دقیقی که در ساختار فلومتر ورتکس استفاده می‌شود، به وجود می‌آید. بدنة خاص ورتکس که برای ایجاد الگوهای ورتکسی در مسیر جریان مایع طراحی شده است، به‌صورت دقیق اندازه‌گیری جریان را تسهیل می‌دهد. همچنین، سنسورهای حساس و دقیقی که برای تشخیص و اندازه‌گیری ورتکس‌ها استفاده می‌شوند، باعث می‌شوند که داده‌های دریافتی بسیار دقیق و قابل‌اعتماد باشند.
این دقت بالا از اهمیت ویژه‌ای در بسیاری از صنایعی مانند صنایع نفت و گاز، شیمیایی، آب و فاضلاب، و صنایع فراوری استفاده می‌شود که نیاز به اندازه‌گیری دقیق جریان مایع دارند. از طرفی، این دقت بالا به مدیریت بهینه منابع و کاهش ضایعات و هزینه‌های اضافی کمک می‌کند که این امر از اهمیت اقتصادی بالایی برخوردار است.
از سوی دیگر، یکی از امتیازات کلیدی و بارز فلومترهای ورتکس، قابلیت اندازه‌گیری طیف وسیعی از سیالات است. این دستگاه‌ها قادرند جریان انواع مختلفی از سیالات را اندازه‌گیری کنند از جمله آب، نفت، گازها، مایعات شیمیایی، مخلوط‌های گاز و مایع، و حتی سیالات خوراکی و دارویی. این قابلیت بسیار ارزشمند است؛ زیرا صنایع مختلفی نیاز به اندازه‌گیری جریان انواع مختلفی از سیالات دارند و فلومترهای ورتکس به‌عنوان یک ابزار چندمنظوره، این امکان را فراهم می‌کنند.
علاوه بر این، این دستگاه‌ها معمولاً قابلیت کار در شرایط محیطی مختلف را دارا هستند، از جمله دما و فشار متغیر که این ویژگی نیز به تنوع بیشتری در کاربردها و اندازه‌گیری‌ها منجر می‌شود. به‌طورکلی، این توانایی اندازه‌گیری گسترده از سیالات باعث می‌شود که فلومترهای ورتکس یک ابزار کلیدی در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، شیمیایی، آب و فاضلاب، غذایی، دارویی و غیره باشند.
افت فشار کم ارتباط مستقیمی با کارایی و عملکرد بهتر دستگاه دارد. باتوجه‌به طراحی منحصربه‌فرد ورتکس در داخل بدنه فلومتر، جریان مایع با ایجاد ورتکس‌هایی متعادل از مسیری مختصر عبور می‌کند. این ورتکس‌ها باعث ایجاد انحنایی در مسیر جریان می‌شوند که به دستگاه اندازه‌گیری امکان می‌دهد تا با دقت بالا جریان مایع را اندازه‌گیری کند. این انحناها همچنین باعث کاهش افت فشار می‌شوند، زیرا جریان مایع به‌صورت متوازن و با اندازه مناسب از مسیر عبور می‌کند.
این ویژگی مهم به‌ویژه در برنامه‌هایی که نیاز به حفظ فشار و تنظیمات خاص در سیستم دارند، بسیار ارزشمند است. به‌علاوه، کاهش افت فشار کم موجب کارکرد بهینه‌تر سیستم و کاهش هزینه‌های انرژی نیز می‌شود که این امر از اهمیت اقتصادی بالایی برخوردار است، به‌ویژه در صنایعی که انرژی یکی از هزینه‌های اصلی تولید است.
یکی از ویژگی‌های مثبت بارز فلومترهای ورتکس، دارابودن محدوده دمایی و فشاری گسترده است. این دستگاه‌ها معمولاً طراحی شده‌اند تا در شرایط مختلفی از جمله دما و فشار متغیر عمل کنند. این ویژگی از اهمیت ویژه‌ای در بسیاری از صنایعی مانند صنایع نفت و گاز، شیمیایی، فراوری مواد غذایی و آب و فاضلاب است که نیاز به اندازه‌گیری دقیق جریان مایع در شرایط محیطی متنوع دارند.
برای مثال، فلومترهای ورتکس می‌توانند در دماهای بسیار پایین مانند مایعات منجمد یا در دماهای بسیار بالا مانند جریان‌های داغ در صنایع متالورژی مورداستفاده قرار بگیرند. همچنین، این دستگاه‌ها معمولاً با قابلیت کارکرد در فشارهای بالا و پایین طراحی می‌شوند که این ویژگی به آنها امکان می‌دهد تا در برخی از محیط‌های انتقال مایعات با فشارهای بالا مانند خطوط لوله‌های فشارقوی یا در محیط‌های خطرناکی که فشار مایعات بالا باشد، به کار گرفته شوند. این امکانات گسترده در دما و فشار، فلومترهای ورتکس را به یک ابزار چندمنظوره و قابل‌اعتماد برای اندازه‌گیری جریان مایعات در شرایط محیطی متنوع تبدیل کرده است.
ضمن ویژگی‌های مذکور، از وجوه مثبت فلومترهای ورتکس، قابلیت نصب در خطوط لوله با قطر بالا است. این دستگاه‌ها به طور معمول در اندازه‌های مختلفی ساخته می‌شوند که این امکان را فراهم می‌کند تا در خطوط لوله با قطرهای مختلف نصب شوند. این ویژگی به‌ویژه در صنایعی که خطوط لوله با اندازه‌های مختلف و متغیر دارند، بسیار ارزشمند است. فلومترهای ورتکس می‌توانند در خطوط لوله با قطرهای بسیار بزرگ مانند خطوط انتقال نفت و گاز، و همچنین در خطوط لوله با قطرهای کوچک‌تر مانند خطوط تغذیه آب شهری نصب شوند.
لاوه بر این، وجود انواع مختلف از فلومترهای ورتکس با اندازه‌ها و مشخصات متفاوت، به کاربران این امکان را می‌دهد تا دقیقاً مطابق با نیازهای خاص خود، فلومتر مناسبی را انتخاب کنند و در خطوط لوله‌های خود نصب کنند. این قابلیت باعث می‌شود که فلومترهای ورتکس به‌عنوان یکی از ابزارهای پرکاربرد برای اندازه‌گیری جریان مایعات در انواع مختلفی از صنایع مورداستفاده قرار گیرند و به‌راحتی به سیستم‌های موجود متناسب شوند.
مشخصات فنی فلومترهای ورتکس ممکن است بسته به تولیدکننده و مدل مختلف دستگاه متغیر باشد و شما باید هنگام خرید دستگاه‌ها به این موارد دقت کنید:
• محدوده اندازه‌گیری: محدوده جریان مایع که دستگاه قادر به اندازه‌گیری آن است، معمولاً بر حسب واحد حجم در ثانیه (مثلاً لیتر در ثانیه یا مترمکعب در ساعت) یا واحد جریان (مثلاً مترمکعب در ساعت) ارائه می‌شود.
• محدوده دمایی: دمای محیط که فلومتر قادر به کارکرد در آن است، اغلب از دماهای بسیار پایین تا دماهای بسیار بالا می‌تواند متغیر باشد.
• محدوده فشاری: فلومترهای ورتکس معمولاً قادر به کارکرد در فشارهای مختلف، از فشارهای خیلی پایین تا فشارهای بسیار بالا هستند.
• دقت: دقت اندازه‌گیری جریان که به‌صورت درصدی یا به واحد جریان اعلام می‌شود.
• مواد ساخت: مواد ساخت اصلی برای قسمت‌های بدنه، لوله و سنسورها می‌تواند شامل استیل ضدزنگ، آلومینیوم، تیتانیوم، پلاستیک و... باشد.
• نوع اتصال: شامل اتصالات فلنجی، جوشی، رزوه‌ای یا اتصالات متراکم می‌شود.
• امکانات اضافی: ممکن است شامل امکاناتی مانند خروجی‌های دیجیتال، اتصال به سیستم‌های کنترلی، قابلیت کالیبراسیون، حفاظت در برابر آب، ضربان سنج و... باشد.
• استانداردها: فلومترهای ورتکس معمولاً باید با استانداردهای مربوطه مانند استاندارد ISO 5167، API، ANSI و... سازگاری داشته باشند.
دلایل کاربردهای وسیع فلومترهای ورتکس از جمله پرکاربردترین ابزارها در اندازه‌گیری جریان مایعات، از چند جنبه قابل‌تبیین است. اولاً، دقت بالا و قابلیت اندازه‌گیری دقیق جریان مایعات، این دستگاه‌ها را برای صنایعی که نیاز به اندازه‌گیری دقیق و قابل‌اعتماد جریان مایع دارند، بسیار مهم و قابل‌استناد می‌سازد. همچنین، این دستگاه‌ها به دلیل داشتن محدوده دمایی و فشاری گسترده، قابلیت کار در شرایط محیطی متفاوت را دارند که این امر از اهمیت بسیاری در صنایعی مانند نفت و گاز، شیمیایی، و فراوری مواد غذایی برخوردار است.
• صنایع نفت و گاز
• صنایع شیمیایی
• صنایع آب و فاضلاب
• فراوری مواد غذایی
• صنایع دارویی
• صنایع متالورژی
• تولید انرژی (نیروگاه‌ها و سیستم‌های تولید انرژی)
• کاغذ و چاپ
• صنایع خودروسازی
• الکترونیک و دستگاه‌های دقیق
دقت اندازه‌گیری فلومتر ورتکس معمولاً بسیار بالاست و می‌تواند در حدود ±1 تا ±2 درصد از مقدار واقعی جریان باشد. این دقت بالا به علت ویژگی‌های منحصربه‌فرد فلومتر ورتکس است که به طور دقیق ورتکس‌هایی در مسیر جریان مایع ایجاد می‌کند و سپس اندازه‌گیری دقیق فرکانس ورتکس‌ها را امکان‌پذیر می‌کند.
علاوه بر این، دقت اندازه‌گیری فلومتر ورتکس تحت‌تأثیر عوامل محیطی مانند دما و فشار نیز قرار می‌گیرد، اما این تأثیرات معمولاً به ویژگی‌های طراحی شده و محاسبه شده دستگاه توسط سازنده برای مقابله با این نوع تغییرات حساس کاهش می‌یابد. در کل، دقت بالای اندازه‌گیری و ویژگی‌های متعدد دیگر، فلومتر ورتکس را به یکی از انتخاب‌های اصلی در اندازه‌گیری دقیق جریان مایعات در صنایع مختلف می‌کند.
فلومترهای ورتکس به‌عنوان یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین ابزارها در اندازه‌گیری جریان مایعات، در صنایع مختلف به کار می‌روند. این دستگاه‌ها بر اساس اصل ایجاد ورتکس‌ها در مسیر جریان مایعات عمل کرده و از این طریق، جریان مایع را با دقت بالا اندازه‌گیری می‌کنند.
از مزایای بارز فلومترهای ورتکس می‌توان به دقت بالا، محدوده دمایی و فشاری گسترده، کاهش افت فشار کم، قابلیت نصب در خطوط لوله با اندازه‌های مختلف، و امکان استفاده در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، شیمیایی، آب و فاضلاب، و صنایع فراوری مواد غذایی اشاره کرد. همچنین، دقت بالای اندازه‌گیری، ویژگی‌های متعدد، و امکانات اضافی این دستگاه‌ها، آنها را به یک ابزار چندمنظوره و قابل‌اعتماد در صنایع مختلف تبدیل کرده است. در کل، فلومترهای ورتکس به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد و کاربردهای گسترده‌ای که دارند، ابزاری حیاتی و بسیار ارزشمند در صنایع مختلف محسوب می‌شوند.