ميان کنتورهاى اندازه گيرى گازکه تاکنون ساخته شده است کنتورهاى التراسونيک(فلومتر التراسونيک) بيشتر ين تاثير را بر مصرف کننده داشته است.
دراين قسمت درخصوص نحوه کار کنتورهاى مافوق صوت جهت اندازه گيرى گازطبيعى بحث شده و ويژگى دونوع فلوميتر که درايالات متحده امريکا تست وتنظيم گرديده اند، توضيح داده مي شود.
امواج مافوق صوت چه هستند؟
امواج مافوق صوت چيست و چگونه توسط آنها ميزان جريان گاز يا سيال اندازه گيرى مي شود؟ در کنتورهاى آلتراسونيک از امواج صوتى که فرکانس آن فراتر از فرکانسى است که بشر ميتواند بشنود استفاده مي شود. اغلب مردم امواج صوتى را که فرکانس آن بين ٢٠ و ٢٠٠٠٠ سيکل در ثانيه يا هرتز مي باشد، مىتوانند بشنوند اما امواج مافوق صوت امواج صوتى هستند که فرکانس آن بالاتر از ٢٠٠٠٠ سيکل در ثانيه مى باشد. تعدادى از حيوانات اين صداها را شنيده و يا از خود صادر مى کنند. بطورمثال خفاش امواج صوتى مافوق صوت راشنيده و از خود نيزچنين امواجى صادر مي کند و از اين امواج جهت راهبرى، هدايت و شکار استفاده مى نمايد، حشرات نيز مى توانند امواج آلتراسونيک راحس کرده و از اين طريق به وجود شکارچى ها پى ببرند.
امواج آلتراسونيک براى پيدا نمودن ترکهاى ريز در قطعات صنعتى و همچنين اکتشاف عمق اقیانوس ها و تشخیص بیماری و همچنین رفتار بیماری به کار برده می شوند.
کنتورهاى آلتراسونيک چگونه کار ميکنند؟
کنتورهاى آلتراسونيک جهت کار در مدار بسته لوله ها و همچنين کانالهاى باز همانند جويبار و رودخانه ها طراحى گرديده اند . در مدار بسته لوله ها براى اندازه گيرى هر دو حالت مايع و گاز کاربرد دارند. فلوميترهاى آلتراسونيک بر اساس ارسال سيگنالهاى آلتراسونيک که بصورت موج از يک سمت لوله به سمت ديگر صادر مى شود کار کرده و زمانى را که سيگنال ازعرض لوله عبور مى نمايد اندازه گيرى مى کنند . عبور جريان سيال يا گاز بر روى سيگنالها اثر مى گذارند و سرعت جريان سيال يا گاز متناسب با زمان عبور يک سيگنال آلتراسونيک از يک سمت لوله به سمت ديگر اندازه گيرى مى شود. يعنى کنتورهاى مافوق صوت،زمان عبور موج را اندازه گيرى کرده و براساس آن سرعت عبورسيال يا گاز را محاسبه مى نمايند.
کنتورهاى آلتراسونيک در دو نوع DOPPLER و TRANSIT TIME ساخته شده ا ند و هر دو نوع از تاثير جريان عبورى از لوله که باعث تغيير زمان عبور موج آلتراسونيک از عرض لوله خواهد شد کار مي کنند.
هردو نوع کنتور فوق مجهز به مبدل ارسال و دريافت مى باشند، که در فلوميترهاى TRANSIT TIME يک مبدل فرستنده موج آلتراسونيک را از عرض جريان سيال يا گاز به سمت مبدل گيرنده ارسال مى کند. در بسيارى از حالات مبدل فرستنده و گيرنده در يک سمت لوله قرار دارند و موج آلتراسونيک از يک سو به سمت مخالف لوله پرتاب شده و سپس به سمت مبدل گيرنده برگشت مى نمايد. دراين حالت مبدل گيرنده، يک فرستنده مى شود و سيگنا ل برگشت شده را به سمت مخالف ارسال خواهد کرد و مبدل فرستنده، يک گيرنده خواهد شد.
زمانى که پالسهاى آلتراسونيک در جهت جريان عبورى سيال يا گاز گذر مى نمايند، سرعت آن بيشتر از حالتى خواهد بود که در جهت مخالف جريان جارى شده قرار مى گيرند. باتوجه به تناوب مابين سيگنالهاى صادرشده و دريافت شده و اندازه گيرى زمان عبور موج از عرض لوله، سرعت ميزان جريان گاز عبورى توسط مبدل محاسبه خواهد شد.
فلوميترهاى آلتراسونيک نوع DOPPLER نيزبااستفاده از امواج مافوق صوت کار مى کنند. اما بجاى ارسال موج از يک سمت لوله به سمت مخالف لوله از انحراف امواج توسط هوا يا ذراتى که همراه جريان گاز مى باشند استفاده شده است. زمانى که شعاع موج صادر شده به هوا يا ذرات برخورد مى نمايد، تغيير فرکانس درموج پديد خواهد آمد و متناسب باجريان گاز يا سيال تغييرات در فرکانس بوجود مى آيد. لذافلوميترهاى آلتراسونيک نوع DOPPLER مقدار فرکانس را اندازه گيرى نموده وبراساس اين اندازه گيرى سرعت جريان گاز يا سيال عبورى از لوله محاسبه مى شود.
مزاياى کنتورهاى آلتراسونيک
مزاياى کنتورهاى آلتراسونيک چيست و چرا بازار را به سرعت تسخير نموده اند؟
يکى از عمده ترين مزاياى کنتورهاى آلتراسونيک که اغلب مورد بحث قرار مى گيرد دقت بالاى آنهاست . مزاياى ديگر شامل موارد ذيل مى باشد:
o افت فشار نداشته و يا افت فشار در آنها خيلى کم است .
افت فشار اصلى ترين پيامد در ايستگاههاى انتقال گاز طبيعى مي باشد و جبران افت فشار و رساندن آن به حد اوليه مستلزم صرف هزينه خواهد بود. دستگاههاى اندازه گيرى جريان از نوع اورفيسميتر باعث افت فشارمي گردند، زيرا صفحه سوراخدار يا ORIFICE PLATE بصورت سد و مانعى در مسير عبور جريان قرار مى گيرد و طبعاً عبور جريان گاز طبيعى از مسير باز صفحه سوراخ دار که ضرورى است کوچکتر از قطر لوله اصلى باشد، باعث افت فشار خواهد شد. در زمان عبور گاز از کنتورهاى توربينى هم افت فشار صورت مى گيرد و سرعت چرخش توربين ميزان جريان عبورى گاز را تعيين مى کند. در صورتي که در کنتورهاى آلتراسونيک قطعه اى بصورت مانع در مسير جريان وجود ندارد به اين دليل در آنها افت فشار وجود نداشته و يا بسيار ناچيز است.
o قطعات متحرک ندارد
قطعات متحرک اساسى ترين مشکل کنتورهاى توربينى است. کنتورهاى توربينى مجهز به روتورى مي باشندکه متناسب با سرعت عبور جريان مى چرخند. اين روتور شامل ياتاقانهايى است که فرسوده مى شوند. مواد شيميايى و آلودگى و کثيفى گاز که بر روى اين ياتاقانها اثر مى گذارند، می توانند بر روى کار مناسب کنتورهاى توربينى نيز تاثيرگذار باشند. اما امواج آلتراسونيک بصورت الکترونيکى ارسال مي گردند و فقدان قطعات متحرک باعث مى شود که کنتورهاى آلتراسونيک نياز به تعميرات خيلى کم داشته باشند.
o تعميرات آن کم مى باشد
فقدان قسمتهاى متحرک علاوه براينکه نياز به تعمير و نگهدارى را در کنتورهاى آلتراسونيک کم مى کند باعث عدم فرسودگى آنها نيز مى گردد. از آنجايى که اورفيسميترها در معرض فرسودگى دائم مى باشند اين موضوع مى تواند سبب کاهش دقت اندازه گيرى آنها شود. با توجه به اينکه همراه باجريان گاز، کثيفى و ناخالصى وجود دارد، در نتيجه کنتورهاى روزنه اىيا اورفيسميترها بايد به صورت دورهاى جهت کنترل ميزان فرسودگى چک گردند ومعين شود که آيا آنها هنوز دقت لازم و کافى را دارند يا خير. اما به دليلا ينکه در کنتورهاى آلتراسونيک قطعات متحرک وجود ندارد، لذا تحت فرسودگى نمى باشند وطبعاً هزينه تعمير و نگهدارى در آنهاخيلى کم است
o بسادگى مى تواند در لوله هاى با سايز بالا بکار رود
يکى از برجسته ترين مزاياى کنتورهاى آلتراسونيک اين است که به سادگى قابل نصب بر روى لوله هاى سايز بالا مى باشند. در واقع کنتورهاى آلتراسونيک براى اندازه گيرى گاز در لوله هاى ٦ اينچ و بالاتر مناسب ترين حالت است. براى اندازه گيرى جريان گاز در لوله هاى سايز بالا مانند لوله هاى ٢٠ و ٣٠ و ٣٦ اينچ ممکن است نياز به بيش از يک ORIFICE PLATE باشد و در شرايطى لازم است تا براى اندازه گيرى به يک گروه از لوله ها با سايز کوچکتر تبديل شوند، در صورتيکه يک کنتور آلتراسونيک مى تواند جايگزين تعداد زيادى، حتى در حد ده عدد کنتور روزنه اى يا ORIFICE PLATE گردد.
