معرفی ابزارهای سنجش جریان با سطح مقطع متفاوت در صنعت نفت

ابزارهای سنجش جریان با سطح مقطع متفاوت:
به هنگام بررسی ابزار دقیق در صنعت نفت باید به «روتامترها» (Rotameters) اشاره کرد. در این نوع از ابزارها، از اختلاف فشار در طول دیافراگم متغیر بمنظور تنظیم سطح دیافراگم استفاده می کنند.

در ادامه، سطح دیافراگم به عنوان معیاری برای سنجش جریان بکار می رود. روتامترها با قیمتی ارزان و به سادگی ساخته می شوند و به همین دلیل، در حدود 20 درصد فروش ابزارهای سنجش جریان را تشکیل می دهند.

شکل های مختلف روتامتر

به طور معمول، این دستگاه، جریان را به صورت بصری نشان می دهد و کاربردی در کنترل خودکار جریان ندارد.

البته در نسخه های جدیدی از این دستگاه از فیبرهای نوری استفاده شده است که دسته ای از فیبرها، محل «جسم شناور» (Float) را تشخیص می دهند و آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند.

شکل ساده ای از این دستگاه در تصویر زیر نشان داده شده است که شامل لوله ای شیشه ای و شیپوری شکل به همراه یک جسم شناور است.

این جسم شناور، دارای وزن شناوری مشخصی است و زمانیکه این وزن با اختلاف فشار وارد شده از پایین، به توازن برسد، این جسم در محلی، پایدار می شود که می توان از آن محل برای سنجش میزان فشار، بهره گرفت.

«فلومترهای جابه جایی مثبت» (Positive Displacement Flow Meters)، نزدیک به 10 درصد فلومترهای بکارگرفته شده در صنعت را تشکیل می دهند که برای اندازه گیری مقدار مصرف گاز و آب مورد استفاده قرار می گیرند.

ارزان ترین نوع از این دستگاه ها، خطایی در حدود 2 درصد دارند که در دستگاه های گران قیمت، این خطا به 0/5 درصد می رسد. این نوع ابزار دقیق در صنعت نفت به طور ویژه ای مورد استفاده قرار می گیرد زیرا این صنایع، توانایی تامین هزینه بالای این تجهیزات را دارند.

از انواع معمول فلومترهای جابه جایی مثبت باید به «پیستون دوار» (Rotary Piston Meter) اشاره کرد که نحوه عملکرد آن در تصویر زیر نشان داده شده است.

این دستگاه شامل یک پیستون سوراخ دار استوانه ای است که در داخل محفظه ای استوانه ای حرکت می کند.

این محفظه دارای «بخش ورودی» (Inlet Port) و «بخش خروجی» (Outlet Port) است. نحوه چرخش این پیستون در داخل محفظه، در تصویر زیر نشان داده شده است.

این چرخش به گونه ای است که سطح خارجی پیستون با سطح داخلی در تماس است. در آغاز چرخه حرکت پیستون، حجم B از طریق بخش ورودی به محفظه وارد می شود.

ابزار دقیق در صنعت نفت:
فشار سیال سبب چرخش پیستون به دور محفظه می شود. در اثر این اتفاق، سیال با حجم C، شروع به خروج از بخش خروجی می کند و همچنین سیال از بخش ورودی به حجم A وارد می شود. با چرخش بیشتر پیستون، حجم ورودی B (از بخش ورودی) مسدود می شود.

در این حالت، همچنان سیال در حجم A سبب خروج حجم C می شود. زمانیکه پیستون به نقطه انتهایی حرکت دوار خود می رسد، بخش خروجی، همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است، برای خروج حجم B باز می شود و سیال جابجا شده در طول حرکت پیستون، خارج می شود.

در ادامه حرکت، پیستون به نقطه بالا بازمی گردد و به طور موثری، حجم A تبدیل به حجم C و آماده برای چرخه بعد می شود.

میزان جریان از طریق حاصلضرب واحد زمان در مقدار ثابت سیال جابجا شده بین بخش های ورودی و خروجی در هر چرخه اندازه گیری می شود.