وسايل اندازه گيري در مهندسي شيمي

[mona.p]

سلام بچه ها
اگه مايل باشين ميتونم هربار يه وسيله اندازه گيري مهندسي شيمي كه بيشتر تو آزمايشگاهها كاربرد داره بهتون معرفي كنم.
هم به درد گزارشكاراي آزمايشگاتون ميخوره، هم اطلاعات عمومي

---

روتـــا مـتــــر(Rotameter)

روتامتر(دبي سنج چرخان) مهمترين دبي‌سنج با سطح مقطع متغيير استو از يك لوله شيشه‌اي مخروطي تشكيل شده است كه در آن يك شناور آزادانه حركت مي‌كند. با توجه به نيروهاي رو به ‌بالا و رو به ‌پائين، شناور به وضع تعادل مي‌رسد. اگر نيروهاي رو به ‌بالا را مثبت در نظر بگيريم، موازنه نيرو روي شناور بصورت زير نوشته مي‌شود.

0 = وزن شناور– نيروي درگ روي شناور+ (سطح شناور × افت فشار) + نيروي شناوري (ارشميدس)


وقتي چگالي سيال ثابت باشد، نيروي شناوري ثابت است. با ساخت شناور بصورت لبه دار، آشفتگي زيادي ايجاد شده كه خود باعث كاهش حساسيت وسيله به گرانروي سيال مي‌شود. بنابراين با ثابت در نظر گرفتن نيروي دراگ ناشي از گرانروي بر روي شناور:

مقداري ثابت = وزن شناور – (سطح شناور × افت فشار)

بعبارتي:
ثابت = افت فشار




مزایاي روتامتر عبارتند از:

1- قابلیت خوب درجه بندی
2- قیمت نسبتاً کم
3- مناسب برای اندازه گیری شدت جریان های کم
4- می توان آن را با alarm switch مجهز نمود.
5- هیچ گونه محدودیتی در رابطه با لوله کشی برای ورودی و خروجی وجود ندارد.
6- افت فشار کم نیاز دارد.
7- طراحی هایی وجود دارد که سیستم را ایمن از ویسکوزیته می کند.
8- در بعضی از دوغابه های کم دانسیته می توان استفاده نمود.

معایب روتامتر عبارتند از:

1- نوع شیشه ای آن مواجه با شکستگی است.
2- برای سرویس پالستی مناسب نیست.
3- باید به طور عمودی نصب گردد.
4- به طور عمده محدود به لوله های با قطر کم است مگر از نوع روتامتر به همراه کنارگذر استفاده نمود.
5- محدود به دماهای نسبتاً پایین
6- دقت نسبتاً کم
7- نیاز به نصب در خط دارد.( مگر نوع کنار گذر )

 

[حــامد]

عموما در صنعت برای کنترل دقیق فرایند ، دانستن مقدار موادی که به دستگاهها ، مجراها ، کانالها و لوله‌ها وارد یا از آنها خارج می‌شود، اهمیت به سزایی دارد، لذا استفاده ‌از وسایل اندازه گیری دبی متداول و لازم است. اندازه گیری دبی سیالات معمولا بوسیله جریان سنج‌ها انجام می‌شود.

تقسیم‌بندی جریان سنج‌ها

1. وسایلی که بر پایه ‌اندازه گیری وزن یا حجم عمل می‌کنند. این وسایل بسیار ساده‌اند و کاربرد چندانی را در صنعت ندارند.
2. وسایل اندازه گیری جریان از نوع هدهای متغییر ، متداول‌ترین و بیشترین کاربرد را در صنعت دارند. مانند اریفیس متر ، وانتوری متر ، لوله پیتو و ... .
3. وسایل اندازه گیری جریان و سطح که در آنها ، جزئی با سرعت معین و اعمال شده ‌از طرف سیال در دستگاه جابجا می‌شود، مانند رتا مترها که جزء مساحت سنج‌ها هستند.
4. وسایل اندازه گیری جابجایی مثبت ، شامل انواع پمپهای اندازه گیر ، مانند دوزینگ پمپهای انتقال سیال به حالت مایع
5. وسایل اندازه گیری از نوع مغناطیسی که بر اساس حرکت سیال و ایجاد پتانسیل الکتریکی در داخل یک میدان مغناطیسی تولید شده ، عمل می‌کنند.

وسایل اندازه گیری از نوع هدهای متغییر و سطحی بیشترین کاربرد را در صنعت دارند . بنابراین در این بحث چند نمونه ‌از آنها را معرفی می‌کنیم.

---

لوله پیتو

لوله پیتو مجهز به یک لوله که دهانه آن عمود بر جهت جریان و یک لوله دیگر که دهانه آن به موازات جهت جریان است، می‌باشد. سرعت جریان سیال را می‌توان از روی اختلاف مابین فشار اعمال شده بر دهانه موازی با جریان و دهانه عمود بر جهت جریان محاسبه کرد.

u=C (2g (ρman- ρ) Δh/ρ)1/2​

u = سرعت جریان سیال
c = ضریب تصحیح
g=9.8m/s2
ρman=چگالی سیال داخل مانومتر
ρ=چگالی سیال جاری
Δh=اختلاف ارتفاع سیال در دو طرف لوله پیتو

نوع پیچیده لوله پیتو مجهز به لوله‌های متحدالمرکز است و سرعت جریان سیال را در قسمتهای کناری لوله‌ای که سیال داخل آن در جریان است، تعیین می‌کند.

---

جریان سنج وانتوری

این جریان سنج از یک مانومتر تشکیل شده ‌است که در مسیر یک خط جریان قرار داده می‌شود تا به کمک آن ، سرعت جریان سیال اندازه گیری شود. هرگاه سیالی با دانسیته ρ از لوله‌ای با سطح مقطع A عبور کند و سپس سیال از گلوگاه لوله با سطح مقطع کوچکتر a بگذرد و این قسمتها به مانومتر وصل باشند و مایع داخل مانومتر جیوه با دانسیته 'ρ باشد، با بکار گیری معادله برنولی و معادله پیوستگی می‌توان ثابت کرد که سرعت جریان در سطح مقطع A برابر است با:

(u=Cv (2g (ρ' - ρ) h/ρ(A2 - a2​

---

اوریفیس متر

اوریفیس متر اصولا مشابه با وانتوری متر عمل می‌کند، اما چند اختلاف مهم دارد:

• صفحه سوراخ‌دار آن را می‌توان با توجه به سرعتهای متفاوت جریانی سیال به‌راحتی تعویض نمود، در حالیکه قطر دهانه یا گلویی یک وانتوری متر ثابت و غیر قابل تعویض است.
• اوریفیس متر همواره دارای مقادیر افت فشار نسبتا بالاست که در اثر جریانات گردابی در پشت صفحه سوراخ‌دار و نزدیک دیواره داخلی لوله بوجود می‌آیند. در حالیکه یک وانتوری متر اجازه بوجود آمدن چنین گردابهایی را نمی‌دهد.
• در یک اوریفیس متر معمولا شیرهایی برای کنترل خروج جریان سیال وجود دارد که محل اتصال مانومتر نیز می‌باشد.

u0=C0 (2gc (ρ1 - ρ2) h/ρ(1 - β4)1/2​

β=Do/D
Do=قطر سوراخ اوریفیس متر و D=قطر لوله
br>gc=32.20ft.lbm/lbf.sec2
Co=ضریب تصحیح اریفیس متر

---

رتامتر

در دستگاههای سنجش سرعت جریان هدهای متغیر ، مساحت سطح مقطعی که سیال به حالت فشرده ‌از آن عبور می‌کند، ثابت می‌ماند و افت فشار با سرعت جریان تغییر می‌کند، اما در رتامتر افت فشار تقریبا ثابت و مساحت سطح مقطع سیال فشرده تغییر می‌کند. سیال بطور عمودی ‌و از پایین به بالا از میان رتامتر که قطر لوله آن کم‌کم عریض می‌شود، عبور می‌کند و شناور در آن تحت اثر فشار ناشی از سرعت سیال به بالا حرکت کرده ، در یک شرایط تعادلی قرار می‌گیرد.

به‌ازای این سرعت جریان حلقه‌مانند سیال که ‌از اطراف شناور می‌گذرد، فشار لازم را تامین می‌کند. هرگاه سرعت جریان افزایش یابد، شناور در قسمت بالاتری قرار می‌گیرد که سطح حلقه‌مانند اطراف آن نیز وسیع‌تر می‌شود. سرعت جریان سیال در رتامتر از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

1/2( (ur=Cr (2gc (ρ1 - ρ2) h/ρ​

 

[mona.p]

عكس خلاسنج مك لود

عكس خلاسنج مك لود

[h=2]عكس خلاسنج مك لود[/h]

 

[mona.p]

مبدل تفاضلي با تغييرات خطي (LVDT)

مبدل تفاضلي با تغييرات خطي (LVDT)

مبدل تفاضلي با تغييرات خطي (LVDT)

مبدل تفاضلي با تغييرات خطي يك مبدل جابجايي به ولتاژ است كه عموماً استفاده مي‌شود. در اين وسيله يك سيم پيچ اوليه و دو سيم پيچ ثانويه كه بصورت معكوس به هم متصل شده‌اند، وجود دارد. ولتاژ خروجي اختلاف بين ولتاژهاي القاء شده در دو سيم پيچ ثانويه است. ميزان جابجايي (كه هدف تعيين آن است) به يك هسته مغناطيسي منتقل مي‌شود. هسته مغناطيسي مي‌تواند بطور آزادانه حركت كند. هنگاميكه هسته در موقعيت وسط قرار دارد، دو ولتاژ القاء شده در سيم پيچ‌هاي ثانويه اثر همديگر را خنثي كرده و ولتاژ خروجي صفر است. انحراف هسته مغناطيسي از موقعيت مركزي، يك ولتاژ در خروجي ايجاد كرده كه متناسب با ميزان انحراف هسته مغناطيسي است.

براي ضوح بيشتر روش كليك كنين

 

[mona.p]

ترموكوپل

ترموكوپل

ترموكوپل (Thermocouple)

در ترموكوپل، بسته به اثرهاي سيبك و پتيه، يك نيروي محركه الكتريكي (emf)، كه تابع اختلاف دماي بين اتصال گرم و اتصال سرد است توليد مي‌شود.

 

[mona.p]

کاربرد های LVDT

کاربرد های LVDT

(LVDT(linear variable differential transducer به عنوان يك مبدل جابجايي به الكتريكي كاربردهاي وسيعي داره
يكي از اونا همونطور كه اشاره كردين موتور اتومبيله، در ميل لنگ يا سيلندرهاي هيدروليك به عنوان سنسوري براي اندازه گيري سطح سيال در حال جريان كه شماي ساده اي ازون رو پايين صفحه مي بينيد.
در زمينه هاي ديگه هم كاربرداي زيادي داره، چنتاشو براتون مثال مي زنم:
سيستم كنترل محور تعليق خودرو براي كاميونهاي بزرگ و اتوبوسها
سيستم بازرسي نشتي در صنايع پتروشيمي
در تجهيزات سنگين روباتها
در سيستم مانيتور صفحه تخت
در انواع شيرهاي كنترل(servo، پروانه اي، جداسازي،...)
انواع ژنراتورهاي توليد نيرو
در صنايع داروسازي براي كنترل وزن و ضخامت قرصthumbsdown
حتي امروزه در نسل جديد دوربينهاي نجومي به عنوان تنظيم كننده آينه كامپيوتري در حد فاصل كانوني

 

[سید مهدی برقعی]

LVDT(linear variable differential transducer) به عنوان يك مبدل جابجايي به الكتريكي كاربردهاي وسيعي داره
يكي از اونا همونطور كه اشاره كردين موتور اتومبيله، در ميل لنگ يا سيلندرهاي هيدروليك به عنوان سنسوري براي اندازه گيري سطح سيال در حال جريان كه شماي ساده اي ازون رو پايين صفحه مي بينيد.
در زمينه هاي ديگه هم كاربرداي زيادي داره، چنتاشو براتون مثال مي زنم:
سيستم كنترل محور تعليق خودرو براي كاميونهاي بزرگ و اتوبوسها
سيستم بازرسي نشتي در صنايع پتروشيمي
در تجهيزات سنگين روباتها
در سيستم مانيتور صفحه تخت
در انواع شيرهاي كنترل(servo، پروانه اي، جداسازي،...)
انواع ژنراتورهاي توليد نيرو
در صنايع داروسازي براي كنترل وزن و ضخامت قرصthumbsdown
حتي امروزه در نسل جديد دوربينهاي نجومي به عنوان تنظيم كننده آينه كامپيوتري در حد فاصل كانوني

یک سوال!
مثلاً فرض کنید ارتفاع سیال داخل مخزن 2 متر باشه. با توجه به این توضیحات، لازم هست که طول این LVDT هم 2متر باشه تا جابجایی اون مغناطیس داخل شو بتونه فراهم بکنه. درسته ؟
اگر اینطور نیست، از چه سیستمی برای اینکه این 2 متر جابجایی رو وسیله سنس کنه استفاده می شه ؟

 

[mona.p]

یک سوال!
مثلاً فرض کنید ارتفاع سیال داخل مخزن 2 متر باشه. با توجه به این توضیحات، لازم هست که طول این LVDT هم 2متر باشه تا جابجایی اون مغناطیس داخل شو بتونه فراهم بکنه. درسته ؟
اگر اینطور نیست، از چه سیستمی برای اینکه این 2 متر جابجایی رو وسیله سنس کنه استفاده می شه ؟

LVDT يك مبدله كه سيگنال وروديشو يك سنسور تامين ميكنه
اين سنسورها در ديواره مخزن تعبيه ميشوند و سيگنال ارتفاع رو به LVDT ميدن و LVDT به عنوان يك مبدل ورودي متريك رو به صورت خروجي الكتريكي به نمايشگر ميفرسته
ايشالا در درس كنترل فرايند به صورت تخصصي تر با اين مبحث آشنا ميشي

 

[سید مهدی برقعی]

LVDT يك مبدله كه سيگنال وروديشو يك سنسور تامين ميكنه
اين سنسورها در ديواره مخزن تعبيه ميشوند و سيگنال ارتفاع رو به LVDT ميدن و LVDT به عنوان يك مبدل ورودي متريك رو به صورت خروجي الكتريكي به نمايشگر ميفرسته
ايشالا در درس كنترل فرايند به صورت تخصصي تر با اين مبحث آشنا ميشي

البته تقریباً 4 ساله که من درسم تموم شده و یادم نمیاد که در درس کنترل فرآیند چنین چیزی داشتیم یا نه !

من متوجه توضیحات شما شدم ولی ظاهراً نتونستم منظور سوالم رو خوب برسونم. در هر حال ممنون از توضیحاتتون.

 

[mona.p]

bourdon tube

bourdon tube

لوله بوردون
فشارسنج بوردون يا لوله بوردون در ساده‍ترين شكل از يك لوله با سطح مقطع بيضي شكل و به صورت قطعه‍اي از يك دايره تشكيل شده كه يك انتهاي آن ثابت و متصل به ورودي فشار مجهول و انتهاي ديگر آن متحرك و بسته مي‍باشد.
اگر فشار دروني لوله بيشتر از فشار بيروني گردد, مقطع بيضوي لوله تمايل به مدور شدن و لوله نيز تمايل به راست شدن داشته كه نتيجه آن يك تغيير شكل الاستيك در انتهاي متحرك لوله مي‍باشد. انتهاي آزاد لوله به يك قطعه ربع دايره‍اي و آن نيز از طريق يك چرخ دنده كوچك به يك عقربه متحرك بر روي صفحه مدرج, متصل است.

مزایای لوله های بوردن :
1- قیمت کم 2- نصب آسان 3- طولانی بودن زمان سرویس 4- قابل استفاده در دامنه های وسیعی از فشار به علاوه فشارهای بسیار بالا 5- قابل به کارگیری در سیستم های ابزار دقیق 6- دقت خوب ، بویژه در مقایسه با قیمت آن .
معایب لوله های بوردن :
1- در فشارهای کمتر از 50 psig خیز کم فنر وجود دارد 2- حساس به ضربه و ارتعاش هستند . 3- مواجه با پسمانی می باشند 4- به صورت موضعی می باشند
5- به عنوان سوئیچ عمل نمی کنند .

و يه عكس فوق العاده دقيق از مكانيسم لوله بوردن

 

[mona.p]

Bellow

Bellow

دم (خرطومي) Bellow
امروزه بيشتر عناصر حسگر فشار, از دم استفاده مي‍كنند. دم از جنس برنز فسفر دار, مس بريليم‌‍دار يا فولاد ضد زنگ ساخته مي‌شود. فشار از يك طرف دم اعمال مي‍شود و از طرف مقابل نيز نيروي مخالف فنر باعث برگشت دم بحالت اول مي‍شود.

 

[سید مهدی برقعی]

مزایای لوله های بوردن :
1- قیمت کم 2- نصب آسان 3- طولانی بودن زمان سرویس 4- قابل استفاده در دامنه های وسیعی از فشار به علاوه فشارهای بسیار بالا 5- قابل به کارگیری در سیستم های ابزار دقیق 6- دقت خوب ، بویژه در مقایسه با قیمت آن .
معایب لوله های بوردن :
1- در فشارهای کمتر از 50 psig خیز کم فنر وجود دارد 2- حساس به ضربه و ارتعاش هستند . 3- مواجه با پسمانی می باشند 4- به صورت موضعی می باشند
5- به عنوان سوئیچ عمل نمی کنند .

با اجازه منا خانم، در ادامه توضیحات دوست عزیزمون توضیحی رو اضافه می کنم:
بعضی از فشارسنج های موجود در داخل بازار رو اگه نگاه کنید، می بینید که انگار یک مایع در داخلش هست و یک حباب بالای شیشه دیده میشه. این مایع، روغن هست و علت استفاده از روغن در داخل صفحه نمایشگر واسه اینه که در جاهایی که لرزش سیستم زیاد هست، مثلاً برای نشان دادن فشار پمپ های روغنی، از این گیج ها استفاده می کنند تا روغن موجود در نمایشگر، لرزش عقربه رو بگیره و بشه عدد دقیق رو خواند.

همچنین این نوع فشار سنج ها هم برای اندازه گیری فشار مثبت (فشار بالاتر از اتمسفریک) و فشار های گیج منفی (خلاء) استفاده می شه. توی گیج های خلاء عقربه در حالت عادی در منتها الیه سمت راست هست و وقتی خلاء برقرار میشه، عقربه به سمت چپ حرکت می کنه.

 

[سید مهدی برقعی]

دم (خرطومي) Bellow
امروزه بيشتر عناصر حسگر فشار, از دم استفاده مي‍كنند. دم از جنس برنز فسفر دار, مس بريليم‌‍دار يا فولاد ضد زنگ ساخته مي‌شود. فشار از يك طرف دم اعمال مي‍شود و از طرف مقابل نيز نيروي مخالف فنر باعث برگشت دم بحالت اول مي‍شود.

منا جان، منظور شما سنسور های دیجیتالی هست یا آنالوگ ؟ سنسور های آنالوگ که شما خودتون توضیحاتش رو فرمودید، دیجیتالی هاشون رو هم تا جایی که میدونم یک پرده دیافراگم خیلی ریز به یک سنسور تشخیص موقعیت مکانی وصل هست و بر اثر فشار وارده به دیافراگم، حرکت و جابجایی اون اندازه گیری میشه و به پردازندۀ دستگاه ارسال میشه و فشار محاسبه می شه و به نمایش در میاد.
اگه اشتباه نکنم، شکلی که شما گذاشتید مشابه دمنده های اولیه هست. درست عرض می کنم ؟

 

[mona.p]

منا جان، منظور شما سنسور های دیجیتالی هست یا آنالوگ ؟ سنسور های آنالوگ که شما خودتون توضیحاتش رو فرمودید، دیجیتالی هاشون رو هم تا جایی که میدونم یک پرده دیافراگم خیلی ریز به یک سنسور تشخیص موقعیت مکانی وصل هست و بر اثر فشار وارده به دیافراگم، حرکت و جابجایی اون اندازه گیری میشه و به پردازندۀ دستگاه ارسال میشه و فشار محاسبه می شه و به نمایش در میاد.
اگه اشتباه نکنم، شکلی که شما گذاشتید مشابه دمنده های اولیه هست. درست عرض می کنم ؟

سلام مهندس مهدي
بله خرطومي كه من توضيح دادم از نوع آنالوگ( مقايسه اي) هست
راجع به ديجيتاليش و عملكردش اطلاعات زيادي ندارم، احتمالا به همين صورت باشه كه شما مي فرماييد
اينم يه عكس از خرطومي هاي امروزي كه در ساختمان دوربين به كار ميره

 

[mona.p]

واسه آقا سعيد
راجع بعه كاتاليست اگزوز ماشين:
In this work, the oxygen storage/release in Pt/ceria catalysts has been investigated both experimentally and theoretically. Moreover, the flow distribution and mass transfer in monolith catalysts for car-exhaust purification have been studied.

On Pt/CeO2/Al2O3 catalysts, the reduction was found to be much slower than the oxidation, and a model for the reduction of Pt/ceria by CO was developed. Water was found not to hinder the reduction of Pt/ceria by CO. Measurements and modelling of temperature-programmed isotope oxygen exchange showed that the adsorption and desorption of oxygen and the bulk diffusion were the rate-determining steps in the exchange on Pt/ceria, whereas the surface diffusion and the transfer through the Pt-ceria interface were faster processes.
The low-temperature activity in CO oxidation on Pt/ceria was investigated experimentally. Reduction at 200°C was found sufficient to initiate a high catalytic activity, which started at about 45°C. We found that reduction at higher temperatures could be detrimental to the activity. Water was found to slightly increase the CO conversion.
Computational fluid-dynamics simulations and Laser-Doppler anemometry measurements of the steady, isothermal flow in cylindrical monoliths showed that a conical or parabolic shape of the monolith inlet face made the flow in the monolith more uniform compared to the conventional, flat inlet face. Thus, these new designs made the monolith converter more efficient. From measurements of the CO oxidation rate in monolith channels, gas-solid mass-transfer rates were obtained. These were found to be higher, and more strongly dependent on the Reynolds numbers (Re), than in earlier studies. This is likely due to the turbulence generated at the channel inlet and its capability to survive over a longer distance at higher Re. We also investigated a new channel design of a metal monolith, with bumps on the channel walls. This monolith was found to have improved mass transfer/pressure drop performance compared with the conventional monolith.

 

[mona.p]

capacitance manometer

capacitance manometer

مانومتر خاذني
يكي از پيشرفت‌هاي مهم در فشار‍سنجي, بكارگيري روش‍هاي الكترونيكي براي اندازه‌گيري ميزان جابجايي ديافراگم در وسايل سنجش از نوع ديافراگمي است.
در مانومتر خاذني يك ديافراگم از جنس مونل, محفظه فشار‍سنجي را به دو قسمت تقسيم مي‍كند. فشار مجهول به يك طرف اعمال شده و طرف ديگر محفظه خالي و كاملاً آب‍بندي شده است.
دو الكترود از جنس فوستريت و نيكل يا پالاديوم ميزان انحراف ديافراگم را اندازه مي‍گيرند. تغيير ظرفيت بين دو الكترود با مدار الكتريكي مناسبي اندازه‌گيري مي‍شود.
براي اندازه‌گيري فشار تفاضلي، هر دو فشار به دو طرف محفظه اعمال مي‍شوند.
اين وسيله را مي‍توان جهت اندازه‌گيري محدوده وسيعي از فشارهاي پايين (Pa(10-3 تا فشارهاي بالا ((100MPa طراحي نمود. از اين فشارسنج براي سنجش فشارهاي ديناميكي مي‌توان استفاده نمود.

 

[mona.p]

Strain Gauge

Strain Gauge

مبدل فشاري مجهز به كرنش‌سنج​

مقاومت يك هادي وقتي كه تحت تغيير شكل مكانيكي واقع ‌شود تغيير مي‌كند. در مبدل‍هاي از نوع كرنش سنج يك كرنش سنج به ديافراگمي متصل شده است. انحراف ديافراگم ناشي از فشار وارده باعث تغيير مقاومت كرنش سنج مي‍شود. كرنش‌سنج خود نيز به يك پل وتستون مرتبط است. اختلاف ولتاژ در پل، تقويت و اندازه‌گيري مي‍شود. حساسيت وسيله بستگي به جنس فلز و تحمل آن دارد. اين مبدل‍ها ابعادي كوچك و سرعت پاسخ‍دهي بالايي دارند. ديافراگم معمولاً از جنس فولاد ضد زنگ و اينكونل مي‍باشد.

​

مزایای کرنش سنج ها :
1- ابعاد بسیار کوچک
2- نصب ساده
3- قابل استفاده برای دامنه وسیعی از اندازه گیری، از خلاء تا 200000 psig
4- پایداری خوب5- قدرت خوب و بالای سیگنال خروجی
6- ظرفیت بالای خارج از مقیاس
7- سادگی در تعمیرات
8- دارای مشخصه خوب در مقابل شوک و ارتعاش
9- قابل پذیرش به سیستم های الکترونیکی با سادگی
10- سرعت سریع به پاسخ

​

معایب کرنش سنج ها :
1- قیمت میانه تا زیاد
2- نیاز به یک قرائت کننده الکترونیکی دارد
3- نیاز به یک ولتاژ تغذیه ثابت دارد
4- با تغییرات دما مشکل ایجاد می گردد، بنابراین معمولاً تعدیل کننده هوا نیاز است .

 

[mona.p]

اندازه گيري ويسكوزيته(گرانروي)

اندازه گيري ويسكوزيته(گرانروي)

گرانروي‌سنج اسوالد (Oswald) يك نمونه از گرانروي‌سنج موئين است كه در آزمايشگاه بكار مي‌رود. در اين وسيله اندازه‌گيري، سيال با نيروي ثقل جريان ميآبد. گرانروي‌سنج اسوالد شامل دو مخزن و يك لوله موئين بين آنهاست. مايع بطريقي مكيده مي‌شود كه سطح تعادل آن در موقعيت X باشد و سپس بطريقي مكيده مي‌شود كه سطح فوقاني آن در بالاي Y باشد. زمان سپري شده گذر اندازه گرفته شده و گرانروي سينماتيكي از معادلات مربوطه به دست مي آيد.گرانروي‌سنج لوله موئين همچنين براي اندازه‌گيري گرانروي بصورت آني مناسب است. از اين‌رو گرانروي‌سنج بصورت موازي با جريان فرايندي نصب مي‌شود . براي يك جريان ثابت اختلاف فشار اندازه‌گيري شده و توسط معادله هاگن- پوايزول به گرانروي مرتبط مي‌شود.

Hydrostatic head ('U' tube) viscometers: (a) Ostwald; (b) Ubbelohde; and (c) reverse flow​

---

گرانروي‌سنج چرخشي

در اين نوع وسايل, سيال بين دو قطعه كه يكي از آنها در حال چرخش است قرار داده مي‌شود. وجود سيال باعث جفت‌شدگي بين دو قطعه مي‌شود. بنابراين گشتاوري به قطعه ساكن وارد مي‌شود. گشتاور وارده مستقيماً متناسب با گرانروي سيال است. در گرانروي‌سنج استوانه‌اي (فنجاني) هم محور استوانه بيروني چرخيده و گشتاور لازم جهت ثابت نگه‌داشتن استوانه دروني اندازه‌گيري مي‌شود.
در گرانروي سنج بروك‌فيلد(Brookfield)قطعه چرخنده يك لوح (صفحه) است كه در سيال فرو برده شده است. صفحه از طريق يك فنر به موتور در حال چرخش متصل شده است. هنگاميكه مقاومتي روي صفحه نيست، صفحه و عقربه شروع به چرخش مي‌كنند. زمانيكه صفحه چرخان در مايع فروبرده مي‌شود يك نيروي درگ (مقاوم) بر روي آن وارد مي‌شود. بنابراين با اين عمل صفحه يك جابجايي زاويه‌اي نسبت به عقربه، پيدا مي‌كند. جابجايي بين عقربه و صفحه براي سيالات نيوتني به گرانروي مرتبط است.

در گرانروي سنج مخروط و صفحه، سيال بين مخروط در حال چرخش و يك صفحه ساكن قرار دارد. جهت اندازه‌گيري گرانروي سيالات غير نيوتني، از آنجايي كه شدت برش ثابت است، گرانروي‌سنج مخروط و صفحه سازگاري بهتري دارد.


​

---

گرانروي‌سنج ردوود

گرانروي‌سنج ردوود(Redwood) يك وسيله مهم اندازه‌گيري از اين نوع است و بطور وسيعي جهت اندازه‌گيري گرانروي روغن‌ها، سوخت‌ها و برش‌هاي نفتي استفاده مي‌شود. اين وسيله از ظرفي با يك افشانك (نازل) كوچك در انتهاي آن تشكيل شده و زمان تخليه مقدار مشخصي از سيال اندازه‌گيري مي‌شود. زمان تخليه t با گرانروي در ارتباط است

در اصطلاح نفتي, زمان t, زمان ردوود (برحسب ثانيه) شناخته شده است كه مستقيماً براي اندازه‌گيري گرانروي بكار مي‌رود. گرانروي‌سنج ردوود اطلاعات كافي جهت تعيين نحوه جريان (رئولوژي) سيالات غير نيوتني را نمي‌دهد. مزيت آن اينست كه با يك سيستم گرمايش مناسب مي‌توان گرانروي را در دمايي بالاتر اندازه گرفت.​

 

[mona.p]

ultrasonic flow meter

ultrasonic flow meter

دبي‌سنج مافوق صوت(ultrasonic flow meter)


دبي‌‌سنج مافوق صوت براساس تغيير سرعت امواج مافوق صوت توسط جريان سيال، كار مي‌كند. اگر امواج صوتي در مسير حركت سيال حركت كنند سرعت‌ها با هم جمع و اگر در خلاف جهت جريان سيال حركت كنند، سرعت‌ها از هم كم مي‌شوند.
در روش انتشار ناهمسو يك موج در جهت جلو و يك موج ديگر در جهت عقب فرستاده مي‌شود. اختلاف سرعت دو موج متناسب با سرعت سيال است. اگر ذرات منعكس‌كننده در سيال قرار داشته باشند, قسمتي از موج صوتي منعكس مي‌شود. فركانس امواج منعكس‌شده با سرعت ذرات منعكس‌كننده تغيير مي‌كند (سرعت ذرات منعكس‌كننده همان سرعت سيال است). بنابراين سرعت سيال با اندازه‌گيري فركانس موج منعكس‌شده تعيين مي‌شود.

​

در روش انحراف پرتو يك پرتو عمود بر مسير حركت سيال ارسال مي‌شود. بدليل جريان سيال، پرتو بصورت محوري منحرف مي‌شود. نسبت شدت پرتو در موقعيت B به شدت پرتو در موقعيت A, معياري از سرعت سيال است.

كاليبراسيون دبي‌سنج مافوق صوت از عواملي مانند دما، تركيب و چگالي سيال تاثير مي‌پذيرد. با اين روش دقت 98 تا 99 درصد قابل حصول است.

​

مزایا:
1- نصب سریع
2- قابل استفاده در بسیاری از سیالات
3- قابل استفاده در اندازه گیری هایی که نباید عضو خارجی باشد .
4- افت فشار بسیار کم
5- دقت نسبتاً خوب و قابل تکرارپذیری بالا
6- قابل استفاده در فضاهای EX

معایب:
1- قیمت بالا
2- حساس به توزیع سرعت سیال
3- حساس به چرخش سیال
4- وابستگی به تجربیات کارخانه سازنده
5- بسته به نوع نصب در بعضی از حالات تجمع مواد آلوده کننده بر روی ترانسدیوسر وجود دارد

 

[mona.p]

PIEZORESISTIVE PRESSURE TRANSDUCER

PIEZORESISTIVE PRESSURE TRANSDUCER

مبدل فشار پيزومقاومتي

يكي از پيشرفت‍هاي اخير در فن‌آوري مبدل‌هاي فشار مجهز به كرنش‌سنج، مبدل‌هاي پيزومقاومتي است كه در آن از يك لايه سيليكون نوع n استفاده شده است. چهار جفت مقاومت در لايه نفوذ كرده كه هر جفت شامل يك عنصر مقاومتي شعاعي و يك عنصر محيطي است. اين مقاومت‌ها از لحاظ مكانيكي قسمتي از لايه مي‌باشند, اما به دليل مقاومت‌هاي اتصال p-n، از لحاظ الكتريكي ايزوله شده‌اند و بعنوان يك كرنش‍ سنج عمل مي‍كنند. استفاده از جفت مقاومت‍هاي مماسي و شعاعي سري حساسيت سيليكون را نسبت به دما كاهش مي‌دهد. محدوده اندازه‌گيري وسيله از 100kPa تا 100MPa است.​

​

 

[mona.p]

mass flow meter - coriolis

mass flow meter - coriolis

- دبي‌سنج جرمي از نوع كوريوليس:

دبي‌سنج از نوع كوريوليس نيز براساس بقاي گشتاور زاويه‌اي كار مي‌كند، اما در اينحالت, جريان سيال، شعاعي است، اين وسيله از يك پره پمپ گريز از مركز (پره در داخل يك محفظه) تشكيل شده است. محفطه حول محور چرخيده و جريان سيال به مركز پره وارد شده و بصورت شعاعي جريان پيدا مي‌كند. در اين فرايند بدليل افزايش سرعت مماسي اندازه حركت سيال بالا مي‌رود. نيروي مورد نياز اين شتاب، بر روي پره عكس‌العمل وارد كرده كه اندازه گرفته مي‌شود. اين نيرو مستقيماً با دبي جرمي متناسب است.

مزایا:
1- افت فشار کم
2- قابل استفاده در سرویس بسیاری از سیالات
3- قابل استفاده در مناطق EX
4- قابل استفاده درکانال های باز
5- محاسبات بسیار دقیق
6- برای اند ازه گیری دانسیته نیز استفاده می شود
7- در دامنه وسیعی از شدت جریان کاربرد دارد

معایب:
1- اطلاعات طراحی محدود به سازنده است .
2- قیمت نسبتاً گران
3- محدودیت استفاده در گازها

 

[mona.p]

ژیروسکوپ (Gyroscope)

ژیروسکوپ (Gyroscope)

ژیروسکوپ (Gyroscope)

ژیروسکوپ دستگاه کوچک و بسیار سنگین است که تعادل بسیار پایدار دارد و طوری ساخته شده است که در سه جهت در کمال سهولت به آسانی،حول محور دوران خود، حول محور قائم،حول محور افقی، دوران می کند

حرکت ژیروسکوپ

وقتی ژیروسکوپ حول محور ثابتی دوران می کند بردار اندازه حرکت زاویه ای آن حول یک نقطه واقع در محور دوران(محل اتکای ژیروسکوپ روی پایه خود) در امتداد محور است. . تقارن جسم نسبت به محور باعث می شود که اثر هر مو لفه اندازه حرکت زاویه ای k، که عمود بر محور دوران است با یک مولفه مساوی و قرینه با k خنثی گردد.

ژیروسکوپ فقط حول محور دوران می کند. اگر امتداد محور ژیروسکوپ هم تغیر بکند، این حرکت مولفه دیگری نیز به اندازه حرکت زاویه ای اضافه می کند. . نکته مهم در این حرکت این است که محور ژیروسکوپ ضمن اینکه حول محور قائم حرکت تقدیمی انجام می دهد، باید نسبت به L در توازن باقی بماند.

 

[پیرجو]

این تجهیزی رو که الان شما قرار دادید مقدار ویبریشن رو با استفاده از چه چیزی نمایش می دهد؟ منظورم این هستش که مقدارش رو با استفاده از رابطه محاسبه می کنند یا با استفاده از مانیتور؟

 

[mona.p]

این تجهیزی رو که الان شما قرار دادید مقدار ویبریشن رو با استفاده از چه چیزی نمایش می دهد؟ منظورم این هستش که مقدارش رو با استفاده از رابطه محاسبه می کنند یا با استفاده از مانیتور؟

سيستم كامپيوتري به صورت اتومات عدد ويبريشن را در رابطه قرار داده خروجي رابطه كه همان دبي جرمي مي باشد را نشان مي دهد

 

[mona.p]

دبي سنج جرمي از نوع ژيروسكوپ

دبي سنج جرمي از نوع ژيروسكوپ

در دبي‌سنج از نوع ژيروسكوپ حلقه لوله يك صفحه دوار حول محور 1 را تشكيل داده و مسير دايره‌اي سيال باعث چرخش مي‌شود. كل مجموعه (لوله) حول محور 2 مي‌چرخد. دبي جرمي گشتاوري حول محور 3 ايجاد كرده كه با اندازه‌گيري انحراف زاويه, تعيين مي‌شود. در آنجا فنري جهت برگرداندن محور بحالت اوليه تعبيه شده است.

​

 

[mona.p]

Differential pressure mass flowmeters

Differential pressure mass flowmeters

دبي‌سنج جرمي از نوع اختلاف فشاري

اين وسيله از چهار دبي‌سنج روزنه‌اي در يك مدار پل وتستون هيدروليكي تشكيل شده. پمپي از نوع جابجايي مثبت مايع را با دبي جرمي ثابت از نقطه 1 به 2 پمپ مي‌كند.. افت فشار دو سر پمپ با حاصل‌ضرب چگالي در مربع دبي جرمي متناسب بوده و بنابراين دبي جرمي از رابطه مربوطه محاسبه مي شود.

​

​

 

[mona.p]

PIEZORESISTIVE PRESSURE TRANSDUCER

PIEZORESISTIVE PRESSURE TRANSDUCER

مبدل فشار پيزومقاومتي

يكي از پيشرفت‍هاي اخير در فن‌آوري مبدل‌هاي فشار مجهز به كرنش‌سنج، مبدل‌هاي پيزومقاومتي است كه در آن از يك لايه سيليكون نوع n استفاده شده است. چهار جفت مقاومت در لايه نفوذ كرده كه هر جفت شامل يك عنصر مقاومتي شعاعي و يك عنصر محيطي است. اين مقاومت‌ها از لحاظ مكانيكي قسمتي از لايه مي‌باشند, اما به دليل مقاومت‌هاي اتصال p-n، از لحاظ الكتريكي ايزوله شده‌اند و بعنوان يك كرنش سنج عمل مي‍كنند. استفاده از جفت مقاومت‍هاي مماسي و شعاعي سري، حساسيت سيليكون را نسبت به دما كاهش مي‌دهد. محدوده اندازه‌گيري وسيله از 100تا 1000 مگا پاسكال است.​

 

[mona.p]

مبدل فشار ارتعاشي كوارتز

مبدل فشار ارتعاشي كوارتز

مبدل فشار ارتعاشي كوارتز

در اين دستگاه از يك بلور كوچك كوارتز استفاده شده كه با اعمال ولتاژ از سوي يك اسيلاتور، مرتعش مي‌شود. بلور در فركانسهاي طبيعي‌اش مرتعش و فركانس آن اندازه‌گيري مي‌‍شود. هنگام تغيير فشار داخل دم, نيروي حاصل از آن در بلور, باعث تغيير فركانس طبيعي آن شده و اين تغيير با دروازه 100 مگا هرتز اندازه‌گيري مي‌شود. دقت و تكرار‌پذيري بالا و وزن كم از مزاياي اين مبدل‌اند.

 

[mona.p]

resistive pressure transducer

resistive pressure transducer

مبدل فشار مقاومتي

اين مبدل مشابه ميكروفون(microphone type transducer) است. ديافراگم بر روي محفظه‌اي پر‌شده از پودر كربن قرار دارد و تغييرات فشار باعث تغيير چگالي پودر كربن و در نتيجه تغيير مقاومت الكتريكي آن مي‌شود.

 

[mona.p]

Bridgman Pressure Transducer

Bridgman Pressure Transducer

فشارسنج بريجمن

مقاومت الكتريكي سيم‌هاي ظريف در فشارهاي بالا بصورت خطي با فشار ومطابق رابطه زير تغيير مي‌كند:
(R=R0(1+DP