ภาพรวมของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรเชิงบวก

Positive Displacement Flow Meter คืออะไร?

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตร (PD) คือเครื่องมือวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรที่วัดอัตราการไหลโดยการไหลของของไหลที่มีปริมาตรแม่นยำในแต่ละรอบ เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ PD เป็นเครื่องมือที่มีความแม่นยำซึ่งส่วนประกอบภายในที่เคลื่อนไหวจะถูกล็อกด้วยระบบไฮดรอลิกควบคู่ไปกับปริมาตรของของไหลที่เคลื่อนที่ผ่านเครื่องวัดอัตราการไหล
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแทนที่เชิงบวก (Positive Displacement Meter) เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลชนิดหนึ่งที่ต้องใช้ของไหลในการเคลื่อนย้ายส่วนประกอบต่างๆ ในเครื่องวัดด้วยกลไกทางกล เพื่อให้สามารถวัดอัตราการไหลได้ เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแทนที่เชิงบวก (PD) วัดอัตราการไหลเชิงปริมาตรของของไหลหรือก๊าซที่กำลังเคลื่อนที่ โดยการแบ่งตัวกลางออกเป็นปริมาตรคงที่ที่วัดได้ (ส่วนเพิ่มหรือปริมาตรจำกัดของของไหล)
การเปรียบเทียบพื้นฐานก็คือการถือถังไว้ใต้ก๊อก เติมน้ำจนถึงระดับที่กำหนด จากนั้นรีบเปลี่ยนถังใหม่ แล้วจับเวลาอัตราการเติมน้ำในถัง (หรือจำนวนถังทั้งหมดสำหรับอัตราการไหลแบบ "รวม") ด้วยการชดเชยความดันและอุณหภูมิที่เหมาะสม จะสามารถกำหนดอัตราการไหลเชิงมวลได้อย่างแม่นยำ
อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วยห้องที่กั้นการไหลของสื่อ และกลไกแบบหมุนหรือแบบลูกสูบที่ช่วยให้สามารถผ่านสื่อที่มีปริมาตรคงที่ได้ จำนวนพัสดุที่ผ่านห้องนี้จะเป็นตัวกำหนดปริมาตรของสื่อ
อัตราการหมุนหรือการเคลื่อนที่กลับเป็นตัวกำหนดอัตราการไหล เครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรบวกมีสองประเภทหลักๆ ระบบที่ใช้เซ็นเซอร์อย่างเดียวหรือทรานสดิวเซอร์เป็นอุปกรณ์คล้ายสวิตช์ที่ให้เอาต์พุตอิเล็กทรอนิกส์สำหรับโปรเซสเซอร์ ตัวควบคุม หรือระบบรวบรวมข้อมูล

ข้อดีของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรเชิงบวกคืออะไร?

ผลลัพธ์ที่ได้คือ เครื่องวัด PD สามารถวัดอัตราการไหลแบบไม่ต่อเนื่อง อัตราการไหลต่ำมาก และของเหลวที่มีความหนืดเกือบทุกระดับ เครื่องวัด PD จะเคลื่อนที่ทันทีเมื่อมีการเคลื่อนที่ของของไหล และจะหยุดทันทีเมื่อการเคลื่อนที่ของของไหลหยุดลง
การวัดประเภทนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากความหนืด ความหนาแน่น หรือความปั่นป่วนของของเหลวในท่อ ของไหลที่ไม่สามารถบีบอัดได้ทั้งหมดจะมีปริมาตรเท่ากัน และไม่จำเป็นต้องแก้ไขค่าเอาต์พุตของเครื่องวัดเพื่อชดเชยปัจจัยเหล่านี้
มาตรวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรบวกมีความแม่นยำสูงและมีอัตราการไหลลงสูง สามารถใช้งานได้กับของเหลวที่มีความหนืดสูง สกปรก และกัดกร่อน โดยไม่จำเป็นต้องใช้ท่อตรงเพื่อปรับสภาพการไหลของของเหลว แม้ว่าแรงดันตกอาจเป็นปัญหาได้ มาตรวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรบวกใช้กันอย่างแพร่หลายในการถ่ายโอนน้ำมันและของเหลวเหลว (น้ำมันเบนซิน) และใช้กับการวัดก๊าซธรรมชาติและน้ำสำหรับที่อยู่อาศัย
มิเตอร์แบบไดอะแฟรม ซึ่งบ้านส่วนใหญ่มักติดตั้งไว้ เป็นตัวอย่างหนึ่งของมิเตอร์แบบปริมาตรบวก มิเตอร์ประเภทนี้น่าสนใจสำหรับการใช้งานในการถ่ายโอนการไหลของน้ำในอาคารบางประเภท ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งที่การวัดจะต้องทำงานได้เพื่อให้เกิดการไหลใดๆ ขึ้น

ประเภทของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรเชิงบวก เครื่องมือเงินที่จัดหาให้

เครื่องวัดอัตราการไหลของเกียร์

มาตรวัดอัตราการไหลของเกียร์ อาศัยการหมุนของเฟืองภายในขณะที่ของไหลไหลผ่าน มีมาตรวัดอัตราการไหลของเกียร์หลายประเภท ซึ่งส่วนใหญ่ตั้งชื่อตามรูปร่างของส่วนประกอบภายใน
มิเตอร์ประเภทนี้ประกอบด้วยเฟืองวงรีหมุนสองตัวที่ประกอบขึ้นด้วยฟันเฟืองที่ประสานกันและแนบสนิทกัน ในมิเตอร์เฟืองวงรี การหมุนของเพลาเฟืองจะทำให้ของเหลวปริมาณคงที่ไหลผ่านมิเตอร์ เราสามารถคำนวณอัตราการไหลของของเหลวได้โดยการตรวจสอบจำนวนรอบการหมุนของเพลา
มิเตอร์ประเภทนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าแม่นยำมากเมื่อค่าความลื่นไหลระหว่างตัวเรือนและเฟืองถูกตั้งค่าให้ต่ำมาก อัตราส่วนการหมุนของมิเตอร์เฟืองวงรีได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติการหล่อลื่นของของไหลในกระบวนการ

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบเฟืองวงรี

เฟืองวงรีหมุนสองตัวที่มีฟันเฟืองซิงโครไนซ์กันจะ “บีบ” ของเหลวในปริมาณจำกัดผ่านมาตรวัดในแต่ละรอบ มาตรวัดอัตราการไหลแบบเฟืองวงรี ประกอบด้วยเฟืองหรือโรเตอร์วงรีสองตัวที่ติดตั้งอยู่ภายในกระบอกสูบ
เมื่อของไหลไหลผ่านกระบอกสูบ แรงดันของของไหลจะทำให้โรเตอร์หมุน เมื่ออัตราการไหลเพิ่มขึ้น ความเร็วในการหมุนของโรเตอร์ก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบเฟืองเกลียว

มาตรวัดอัตราการไหลแบบเฟืองเกลียว ได้ชื่อมาจากรูปร่างของเฟืองหรือโรเตอร์ โรเตอร์เหล่านี้มีรูปร่างคล้ายเกลียว ซึ่งเป็นโครงสร้างรูปเกลียว
เมื่อของไหลไหลผ่านมิเตอร์ ของไหลจะเข้าไปในช่องต่างๆ ในโรเตอร์ ส่งผลให้โรเตอร์หมุน อัตราการไหลคำนวณจากความเร็วรอบ

การใช้งานเครื่องวัดอัตราการไหล PD

เนื่องจากมีความแม่นยำสูง เครื่องวัด PD จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายตามบ้านเรือนเพื่อวัดปริมาณก๊าซหรือน้ำที่ใช้ การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ การฉีดสารเคมี การวัดน้ำมันเชื้อเพลิง แท่นทดสอบความแม่นยำ แรงดันสูง การทดสอบไฮดรอลิก และการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูงอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน
การออกแบบบางแบบกำหนดให้วัดเฉพาะน้ำมันหล่อลื่นเท่านั้น เนื่องจากโรเตอร์สัมผัสกับของเหลว มิเตอร์ PD แตกต่างจากมิเตอร์แบบเทอร์ไบน์ตรงที่สามารถวัดของเหลวที่มีความหนืดปานกลางและสูงได้ดี ด้วยเหตุนี้จึงมักใช้ในการวัดอัตราการไหลของของเหลวไฮดรอลิก
เมื่อเปรียบเทียบกับมิเตอร์แบบออริฟิซ มิเตอร์แบบ PD จำเป็นต้องใช้ท่อต้นน้ำแบบตรงน้อยมาก เนื่องจากไม่ไวต่อการกระจายการไหลที่ไม่สม่ำเสมอทั่วพื้นที่ของท่อ มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบปริมาตรบวกสามารถให้ความแม่นยำสัมพัทธ์ที่ดีกว่าที่อัตราการไหลต่ำเมื่อเทียบกับมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบออริฟิซ
อย่างไรก็ตาม เครื่องวัดการไหลแบบปริมาตรเชิงบวกอาจมีน้ำหนักมากกว่าและมีราคาแพงกว่าเครื่องวัดแบบไม่ปริมาตรเชิงบวก เช่น แผ่นรูพรุน เครื่องวัดการไหลแบบแม่เหล็ก หรือแบบกระแสน้ำวน