फ्लो मीटर का वर्गीकरण

प्रवाह उपकरणों का वर्गीकरण निम्न प्रकार से किया जा सकता है: आयतनमापी प्रवाहमापी, वेग प्रवाहमापी, लक्ष्य प्रवाहमापी, विद्युत चुम्बकीय प्रवाहमापी, भंवर प्रवाहमापी, घूर्णनमापी, विभेदक दाब प्रवाहमापी, अल्ट्रासोनिक प्रवाहमापी, द्रव्यमान प्रवाहमापी, आदि।

1. रोटामीटर

फ्लोट फ्लोमीटर, जिसे रोटामीटर भी कहा जाता है, एक प्रकार का परिवर्तनीय क्षेत्रफल वाला फ्लोमीटर है। एक ऊर्ध्वाधर शंकु के आकार की ट्यूब में, जो नीचे से ऊपर की ओर फैलती है, वृत्ताकार अनुप्रस्थ काट वाले फ्लोट का गुरुत्वाकर्षण बल जलगतिकीय बल द्वारा वहन किया जाता है, और फ्लोट शंकु के भीतर स्वतंत्र रूप से ऊपर और नीचे जा सकता है। यह प्रवाह वेग और उत्प्लावन बल के प्रभाव से ऊपर और नीचे गति करता है, और फ्लोट के भार के साथ संतुलन स्थापित करने के बाद, चुंबकीय युग्मन के माध्यम से डायल पर प्रवाह दर को दर्शाता है। रोटामीटर को आमतौर पर कांच और धातु में विभाजित किया जाता है। उद्योग में धातु के रोटर फ्लोमीटर सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं। संक्षारक माध्यमों और छोटे पाइप व्यास के लिए, आमतौर पर कांच का उपयोग किया जाता है। कांच की भंगुरता के कारण, टाइटेनियम जैसी कीमती धातुओं से बने रोटर फ्लोमीटर ही मुख्य नियंत्रण बिंदु होते हैं। घरेलू स्तर पर कई रोटर फ्लोमीटर निर्माता हैं, जिनमें मुख्य रूप से चेंगडे क्रोनी (जर्मन कोलोन तकनीक का उपयोग करते हुए), कैफेंग इंस्ट्रूमेंट फैक्ट्री, चोंगकिंग चुआनयी और चांगझोउ चेंगफेंग शामिल हैं। रोटामीटर की उच्च सटीकता और दोहराव क्षमता के कारण, इसका व्यापक रूप से छोटे पाइप व्यास (≤ 200 मिमी) के प्रवाह का पता लगाने में उपयोग किया जाता है।

2. धनात्मक विस्थापन प्रवाह मीटर

पॉजिटिव डिस्प्लेसमेंट फ्लोमीटर, हाउसिंग और रोटर के बीच बनने वाले मीटरिंग वॉल्यूम को मापकर द्रव के वॉल्यूम फ्लो को मापता है। रोटर की संरचना के अनुसार, पॉजिटिव डिस्प्लेसमेंट फ्लोमीटर में वेस्ट व्हील टाइप, स्क्रैपर टाइप, एलिप्टिकल गियर टाइप आदि शामिल हैं। पॉजिटिव डिस्प्लेसमेंट फ्लोमीटर की विशेषता उच्च मापन सटीकता (कुछ मामलों में 0.2% तक), सरल और विश्वसनीय संरचना, व्यापक उपयोगिता, उच्च तापमान और उच्च दबाव प्रतिरोध और कम इंस्टॉलेशन आवश्यकताएं हैं। इसका उपयोग कच्चे तेल और अन्य तेल उत्पादों के मापन में व्यापक रूप से किया जाता है। हालांकि, गियर ड्राइव के कारण, पाइपलाइन का बड़ा हिस्सा सबसे बड़ा छिपा हुआ खतरा है। उपकरण के सामने एक फिल्टर लगाना आवश्यक है, जिसकी सीमित जीवन अवधि होती है और इसे अक्सर रखरखाव की आवश्यकता होती है। प्रमुख घरेलू उत्पादन इकाइयां हैं: कैफ़ेंग इंस्ट्रूमेंट फैक्ट्री, अनहुई इंस्ट्रूमेंट फैक्ट्री, आदि।

3. विभेदक दाब प्रवाह मीटर

डिफरेंशियल प्रेशर फ्लोमीटर एक ऐसा मापन उपकरण है जिसका उपयोग लंबे समय से किया जा रहा है और जिसके प्रायोगिक आंकड़े भी पूर्ण रूप से उपलब्ध हैं। यह एक ऐसा फ्लोमीटर है जो थ्रॉटलिंग डिवाइस से होकर बहने वाले द्रव द्वारा उत्पन्न स्थिर दाब अंतर को मापकर प्रवाह दर प्रदर्शित करता है। इसका सबसे बुनियादी विन्यास थ्रॉटलिंग डिवाइस, डिफरेंशियल प्रेशर सिग्नल पाइपलाइन और डिफरेंशियल प्रेशर गेज से मिलकर बना होता है। उद्योग में सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला थ्रॉटलिंग डिवाइस मानकीकृत "स्टैंडर्ड थ्रॉटलिंग डिवाइस" है। उदाहरण के लिए, स्टैंडर्ड ओरिफिस, नोजल, वेंचुरी नोजल, वेंचुरी ट्यूब। अब थ्रॉटलिंग डिवाइस, विशेष रूप से नोजल प्रवाह मापन, एकीकरण की ओर अग्रसर है, और उच्च परिशुद्धता वाले डिफरेंशियल प्रेशर ट्रांसमीटर और तापमान क्षतिपूर्ति को नोजल के साथ एकीकृत किया गया है, जिससे सटीकता में काफी सुधार हुआ है। पिटोट ट्यूब तकनीक का उपयोग करके थ्रॉटलिंग डिवाइस को ऑनलाइन कैलिब्रेट किया जा सकता है। आजकल, औद्योगिक मापन में कुछ गैर-मानक थ्रॉटलिंग डिवाइस भी उपयोग में लाए जाते हैं, जैसे कि डबल ओरिफिस प्लेट, गोल ओरिफिस प्लेट, वलयाकार ओरिफिस प्लेट आदि। इन मीटरों को आमतौर पर वास्तविक प्रवाह कैलिब्रेशन की आवश्यकता होती है। मानक थ्रॉटलिंग उपकरण की संरचना अपेक्षाकृत सरल होती है, लेकिन आयामी सहनशीलता, आकार और स्थिति सहनशीलता के लिए इसकी उच्च आवश्यकताओं के कारण, प्रसंस्करण तकनीक अपेक्षाकृत कठिन होती है। मानक छिद्र प्लेट का उदाहरण लें तो, यह एक अति-पतली प्लेट जैसी संरचना होती है, जो प्रसंस्करण के दौरान विकृत हो सकती है, और बड़ी छिद्र प्लेटें उपयोग के दौरान भी विकृत हो सकती हैं, जिससे सटीकता प्रभावित होती है। थ्रॉटलिंग उपकरण का दाब छिद्र आमतौर पर बहुत बड़ा नहीं होता है, और उपयोग के दौरान यह विकृत हो जाता है, जिससे माप की सटीकता प्रभावित होती है। मानक छिद्र प्लेट के माप से संबंधित संरचनात्मक तत्व (जैसे कि नुकीले कोण) उपयोग के दौरान तरल पदार्थ के घर्षण के कारण घिस जाते हैं, जिससे माप की सटीकता कम हो जाती है।

यद्यपि विभेदक दाब प्रवाह मीटरों का विकास अपेक्षाकृत प्रारंभिक अवस्था में हुआ है, लेकिन प्रवाह मीटरों के अन्य रूपों में निरंतर सुधार और विकास तथा औद्योगिक विकास के लिए प्रवाह मापन आवश्यकताओं में निरंतर सुधार के साथ, औद्योगिक मापन में विभेदक दाब प्रवाह मीटरों की स्थिति आंशिक रूप से उन्नत, उच्च परिशुद्धता और सुविधाजनक प्रवाह मीटरों द्वारा प्रतिस्थापित हो गई है।

4. विद्युतचुंबकीय प्रवाहमापी

फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण सिद्धांत पर आधारित एक विद्युत चुम्बकीय प्रवाहमापी विकसित किया गया है, जिसका उपयोग चालक द्रव के आयतन प्रवाह को मापने के लिए किया जाता है। फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, जब कोई चालक चुंबकीय क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र रेखा को काटता है, तो चालक में प्रेरित वोल्टेज उत्पन्न होता है। विद्युत प्रेरक बल का परिमाण चालक के परिमाण के समानुपाती होता है। चुंबकीय क्षेत्र में, चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत गति का वेग चुंबकीय क्षेत्र के समानुपाती होता है, और फिर पाइप के व्यास और माध्यम के अंतर के अनुसार, इसे प्रवाह दर में परिवर्तित किया जाता है।

विद्युतचुंबकीय प्रवाहमापी और चयन सिद्धांत: 1) जिस द्रव का मापन किया जाना है वह सुचालक द्रव या घोल होना चाहिए; 2) इसका व्यास और परास, सामान्य परास पूर्ण परास के आधे से अधिक होना चाहिए, और प्रवाह दर 2-4 मीटर के बीच होनी चाहिए; 3) परिचालन दाब प्रवाहमापी के दाब प्रतिरोध से कम होना चाहिए; 4) विभिन्न तापमानों और संक्षारक माध्यमों के लिए अलग-अलग अस्तर सामग्री और इलेक्ट्रोड सामग्री का उपयोग किया जाना चाहिए।

विद्युतचुंबकीय प्रवाहमापी की मापन सटीकता उस स्थिति पर आधारित है जब पाइप तरल से भरा होता है, और पाइप में हवा की मापन समस्या का अभी तक अच्छी तरह से समाधान नहीं किया गया है।

विद्युत चुम्बकीय प्रवाहमापी के लाभ: इसमें कोई थ्रॉटलिंग भाग नहीं होता, इसलिए दबाव हानि कम होती है और ऊर्जा खपत घट जाती है। यह केवल मापे जाने वाले द्रव के औसत वेग से संबंधित होता है और इसका मापन दायरा व्यापक होता है; अन्य माध्यमों का मापन केवल जल अंशांकन के बाद ही किया जा सकता है, बिना किसी सुधार के। यह निपटान के लिए एक मापन उपकरण के रूप में उपयोग के लिए सबसे उपयुक्त है। प्रौद्योगिकी और प्रक्रिया सामग्री में निरंतर सुधार, स्थिरता, रैखिकता, सटीकता और जीवनकाल में निरंतर सुधार और पाइप व्यास के निरंतर विस्तार के कारण, ठोस-तरल द्वि-चरण माध्यमों के मापन में प्रतिस्थापन योग्य इलेक्ट्रोड और स्क्रैपर इलेक्ट्रोड का उपयोग समस्या को हल करने के लिए किया जाता है। उच्च दबाव (32 एमपीए), संक्षारण प्रतिरोध (अम्लीय और क्षार रोधी परत) और मध्यम माप संबंधी समस्याओं के साथ-साथ कैलिबर के निरंतर विस्तार (3200 मिमी कैलिबर तक) तथा जीवनकाल में निरंतर वृद्धि (सामान्यतः 10 वर्ष से अधिक) के कारण विद्युत चुम्बकीय प्रवाहमापी का उपयोग तेजी से बढ़ रहा है। इसकी लागत भी कम हुई है, लेकिन कुल कीमत, विशेष रूप से बड़े पाइप व्यास वाले प्रवाहमापी की कीमत, अभी भी अधिक है, इसलिए प्रवाहमापी खरीदते समय इसका एक महत्वपूर्ण स्थान है।

5. अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर

अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर आधुनिक युग में विकसित एक नए प्रकार का प्रवाह मापन उपकरण है। ध्वनि संचारित करने वाले तरल पदार्थ को अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर से मापा जा सकता है; अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर उच्च श्यानता वाले तरल, गैर-चालक तरल या गैस के प्रवाह को माप सकता है, और इसके प्रवाह दर मापन का सिद्धांत यह है: तरल पदार्थ में अल्ट्रासोनिक तरंगों के संचरण की गति मापे जा रहे तरल पदार्थ की प्रवाह दर के साथ बदलती रहती है। वर्तमान में, उच्च परिशुद्धता वाले अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर अभी भी जापान की फुजी और संयुक्त राज्य अमेरिका की कंगलेचुआंग जैसी विदेशी कंपनियों द्वारा निर्मित हैं; घरेलू निर्माताओं में मुख्य रूप से तांगशान मेलुन, डालियान शियानचाओ, वुहान ताइलोंग आदि शामिल हैं।

अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर का उपयोग आमतौर पर सेटलमेंट मीटरिंग उपकरण के रूप में नहीं किया जाता है, और ऑन-साइट मीटरिंग पॉइंट के क्षतिग्रस्त होने पर उत्पादन को रोकना और बदलना संभव नहीं होता है। इनका उपयोग अक्सर उन स्थितियों में किया जाता है जहां उत्पादन को निर्देशित करने के लिए परीक्षण मापदंडों की आवश्यकता होती है। अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर का सबसे बड़ा लाभ यह है कि इनका उपयोग बड़े व्यास वाले पाइपों (2 मीटर से अधिक व्यास वाले पाइप) में प्रवाह मापने के लिए किया जाता है। यदि कुछ मीटरिंग पॉइंट्स का उपयोग सेटलमेंट के लिए भी किया जाता है, तो उच्च परिशुद्धता वाले अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर का उपयोग लागत बचाने और रखरखाव को कम करने में सहायक होता है।

6. द्रव्यमान प्रवाह मीटर

कई वर्षों के शोध के बाद, यू-आकार की ट्यूब वाला मास फ्लोमीटर पहली बार 1977 में अमेरिकी कंपनी माइक्रो-मोशन द्वारा पेश किया गया था। बाज़ार में आते ही इस फ्लोमीटर ने अपनी ज़बरदस्त उपयोगिता साबित कर दी। इसका लाभ यह है कि इससे द्रव्यमान प्रवाह संकेत सीधे प्राप्त किया जा सकता है और यह भौतिक मापदंडों के प्रभाव से अप्रभावित रहता है। इसकी सटीकता मापे गए मान का ± 0.4% है, और कुछ मामलों में यह 0.2% तक भी पहुँच सकती है। यह विभिन्न प्रकार की गैसों, तरल पदार्थों और स्लरी को माप सकता है। यह विशेष रूप से उच्च गुणवत्ता वाले व्यापारिक माध्यमों के साथ द्रवीकृत पेट्रोलियम गैस और द्रवीकृत प्राकृतिक गैस को मापने के लिए उपयुक्त है, और विद्युत चुम्बकीय फ्लोमीटर की अपर्याप्तता को पूरा करता है। चूंकि यह अपस्ट्रीम साइड पर प्रवाह वेग वितरण से प्रभावित नहीं होता है, इसलिए फ्लोमीटर के आगे और पीछे सीधे पाइप सेक्शन की आवश्यकता नहीं होती है। इसकी हानि यह है कि मास फ्लोमीटर की प्रोसेसिंग सटीकता अधिक होती है और आमतौर पर इसका आधार भारी होता है, इसलिए यह महंगा होता है। बाहरी कंपन से आसानी से प्रभावित होने और सटीकता में कमी आने के कारण, इसके इंस्टॉलेशन स्थान और विधि का चुनाव करते समय सावधानी बरतनी चाहिए।

7. भंवर प्रवाहमापी

वर्टेक्स फ्लोमीटर, जिसे वेलोसिटी फ्लोमीटर भी कहा जाता है, 1970 के दशक के उत्तरार्ध में अस्तित्व में आया। बाजार में आने के बाद से ही यह लोकप्रिय रहा है और तरल, गैस, भाप और अन्य माध्यमों के मापन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वर्टेक्स फ्लोमीटर एक वेलोसिटी फ्लोमीटर है। इसका आउटपुट सिग्नल पल्स फ्रीक्वेंसी सिग्नल या प्रवाह दर के समानुपाती एक मानक करंट सिग्नल होता है, और यह तरल के तापमान, दबाव, श्यानता और घनत्व से अप्रभावित रहता है। इसकी संरचना सरल है, इसमें कोई गतिशील भाग नहीं होते हैं, और इसका मापन तत्व मापे जाने वाले तरल को स्पर्श नहीं करता है। इसकी उच्च सटीकता और लंबी सेवा आयु की विशेषताएं हैं। इसकी एक कमी यह है कि स्थापना के दौरान एक निश्चित सीधी पाइप की आवश्यकता होती है, और सामान्य प्रकार कंपन और उच्च तापमान के लिए उपयुक्त नहीं होता है। वर्टेक्स फ्लोमीटर पीजोइलेक्ट्रिक और कैपेसिटिव प्रकारों में उपलब्ध है। कैपेसिटिव प्रकार तापमान और कंपन प्रतिरोध में बेहतर है, लेकिन यह अधिक महंगा है और आमतौर पर अति-तापमान भाप के मापन के लिए उपयोग किया जाता है।

8. लक्ष्य प्रवाह मीटर

मापन सिद्धांत: जब माध्यम मापने वाली नली में प्रवाहित होता है, तो उसकी अपनी गतिज ऊर्जा और लक्ष्य प्लेट के बीच दाब अंतर के कारण लक्ष्य प्लेट में थोड़ा सा विस्थापन होता है, और परिणामस्वरूप उत्पन्न बल प्रवाह दर के समानुपाती होता है। यह अत्यंत सूक्ष्म प्रवाह और अत्यंत कम प्रवाह दर (0 -0.08 मीटर/सेकंड) को माप सकता है, और इसकी सटीकता 0.2% तक हो सकती है।