Tuesday 15 October 2019

Sensors and Transducers (5) - Flow meter


ဒီတစ်ခါ flow meter တွေအကြောင်း ပြောပြချင်ပါတယ်။ 
(a) Flow meter က အရည် (သို့) အငွေ့ တွေ flow rate ဘယ်လောက် နဲ့ စီးတယ်ဆိုတာ ပြပေးပါတယ်။ 
(b) Flow rate ပြရုံတင်မဟုတ်ပဲ analog တန်ဖိုး တစ်ခု output ထုတ်ပေးရင်တော့ Flow rate transmitter လို့ ပြောနိုင်ပါတယ်။ ဥပမာ (4-20) mA ထုတ်ပေးတာမျိုး။
(c) နောက် Flow rate တစ်ခုရောက်ရင် On/Off ပြောင်းပေးတဲ့ (Digital output) signal ထုတ်ပေးရင်တော့ Flow switch ပေါ့။

Flow rate တိုင်းတဲ့ နည်းပေါ်မူတည်ပြီး flow meter အမျိုးမျိုး ခွဲထားပါတယ်။ အသုံးများတဲ့ နည်းတွေကတော့”

1) Area Displacement (သို့) Positive Displacement Flow meter
2) Inferential Flow meter
3) Variable Area Flow meter (Rotameter)
4) Differential Pressure Flow meter
5) Mass Flow meter (သို့) Inertial Flow meter
6) Area Velocity Flow meter 
7) Vortex Flow meter
စတာတွေ ဖြစ်ပါတယ်။

1) Area Displacement (သို့) Positive Displacement Flow meter 
ဒီအမျိုးအစားမှာ အရည် ပမာဏ တစ်ခု ဖြတ်စီးတဲ့အခါ လည်သွား၊ ရွေ့သွားတဲ့ Mechanical part တစ်ခုခု ပါလေ့ရှိပါတယ်။ အဲဒီ အစိတ်အပိုင်းရဲ့ လည်ပတ်နှုံး /ရွေ့ရှားမှု  အကြိမ်အရေအတွက်ကို တိုင်းတာပြီး အရည်ရဲ့ Flow rate ကို တွက်ချက် ဖေါ်ပြပေးပါတယ်။
ဒီအုပ်စုထဲမှာမှ တည်ဆောက်ပုံပေါ် မူတည်ပြီး ထပ်ခွဲနိုင်ပါသေးတယ်။

a) Rotary Piston Type
   အရည် စီးဝင်တဲ့ လမ်းကြောင်းမှာ ခွက်တစ်ခု ခံထားပြီး အရည်တိုးဝင်လာတာနဲ့ အစိတ် အပိုင်း တစ်ခုက လည်ပြီး အထက်၊ အောက် ရွေ့လျားမှုကို ဖြစ်စေပါတယ်။ တစ်ကြိမ် အတက်အကျ ဖြစ်တိုင်း ခွက်ရဲ့ ပမာဏ အရည်ထုထည် ရွေ့လျားဖြတ်စီးတယ်လို့ သိနိုင်ပါတယ်။ ပိုက်ရဲ့ အပြင်ဘက်မှာ Magnetic Sensor တစ်ခုနဲ့ ခွက်ရွေ့လျားတဲ့ အကြိမ်ရေကို တွက်ပြီး Flow rate ကို သိနိုင်ပါတယ်။ (ပုံကြည့်ပါ)

b) Vane Type
  အညီအမျှပိုင်းထားတဲ့ အကန့်လေးတွေ ပါပြီး အရည်တိုးဝင်လို့ လည်သွားတဲ့ အပေါ်မှာ ထုထည်ကို တွက်ယူပါတယ်။ အပတ်အရေအတွက် တိုင်းတဲ့ Sensor Output ကို မူတည်ပြီး ဖြတ်စီးတဲ့ အရည်ထုထည်ပေါ်ကနေ Flow rate ကို တွက်ထုတ်ပါတယ်။

c) Meshing Rotor (သို့) Lobe Type
   အင်္ဂလိပ် ဂဏန်း 8 ပုံ လည်နိုင်တဲ့ lobe နှစ်ခုပါဝင်ပါတယ်။ အရည် ထုထည်ကို lobe အပတ်ရေကနေ တွက်ထုတ်ပြီး တစ်ဆင့် Flow rate ကို ရစေပါတယ်။


d) Reciprocating Piston Type
   အရည်ရဲ့ တွန်းအားကြောင့် piston တစ်ဘက်ကို ရွေ့သွားစေပါတယ်။ အဲဒီအခါ slide valve နေရာ ရွေ့သွားတဲ့အတွက် အရည် inlet port ဘက်ပြောင်းသွားလို့ piston ပြောင်းပြန် ပြန်ရွေ့စေပါတယ်။ ဒီနည်းနဲ့ piston ရွေ့တဲ့ အရေအတွက်ကို Sensor နဲ့ ဖမ်းပြီး တွက်ထုတ်တဲ့ နည်းပါ။
e) Fluted Spiral Gear Type
    ဒီမီတာမှာ ကြောင်လိမ်ပုံ rotor နှစ်ခုက အချင်းချင်း gear လို ချိတ်ထားပြီး အရည်တွန်းအားနဲ့ လည်စေပါတယ်။ အဲဒီကတစ်ဆင့် counter ကို လည်စေပြီး အရည်ရဲ့ Flow rate ကို တွက်ထုတ်ပေးပါတယ်။ တိကျပြီး ဓာတ်ဆီဆိုင်တွေမှာ သုံးလေ့ ရှိတယ်ဆိုပါတယ်။

f) Nutating Disc Type
   ဒီအမျိုးအစားက Rotary Piston နဲ့ အလုပ် လုပ်ပုံ ဆင်ပါတယ်။ ဒါပေမဲ့ ဒီမှာ ပါဝင်တာက အပြားတစ်ခုက အရည်ရဲ့ စီးအားကြောင့် လှိုင်းပုံ ရွေ့ပြီး လည်သွားအောင် လုပ်ထားပါတယ်။ (ပုံ ကြည့်ပါ) အဲဒီ လည်တဲ့ အပတ်ရေကတစ်ဆင့် Flow rate ကို တွက်ထုတ်ပေးပါတယ်။ 

2) Inferential Flow meter
ဒီအမျိုးအစားမှာ Flow ကို တိုက်ရိုက် မတိုင်းပဲ တစ်ခြား ဂုဏ်သတ္တိတစ်ခုက တစ်ဆင့် ဆက်သွယ်တွက်ချက်ပြီး တိုင်းတာတဲ့ နည်းဖြစ်ပါတယ်။ များသောအားဖြင့် Flow ကြောင့် ဖြစ်လာတဲ့ rotation speed တိုင်းတဲ့နည်း၊ Main Flow Line ကနေ ခွဲထုတ်တဲ့ Shunt Line ကို တိုင်းတဲ့ နည်း စတဲ့ တစ်ဆင့်ခံ တိုင်းတာနည်းတွေသုံးတဲ့ အမျိုးအစားတွေပါ။ ။ ဒီအုပ်စုမှာလည်း တည်ဆောက်ပုံအရ ထပ်ခွဲနိုင်ပါသေးတယ်။

a) Turbine Rotor Type
b) Rotary Vane Type
c) Helical Turbine Type
d) Rotary Shunt Type

အသေးစိတ် မပြောပြတော့ပါဘူး။ ပုံလေးတွေ ကြည့်ပြီး လေ့လာနိုင်ပါတယ်။

3) Variable Area Flow meter (Rotameter)
ဒီအမျိုးအစားမှာ Float type နဲ့ Spring ပါတဲ့ Tapered Plug type ဆိုပြီး နှစ်မျိုး ရှိပါတယ်။ အများစုကတော့ Float type တွေ ဖြစ်ပါတယ်။

Float Type မှာ တစ်ဘက်ရှူးတဲ့ ပြွန်ကို ထောင်ထားပြီး အထဲမှာ plug ထည့်ထားပါတယ်။ အရည် မစီးတဲ့အချိန် plug က gravity နဲ့ အောက်မှာ ကျနေပါမယ်။ အောက်ကနေ စီးဝင်လာတဲ့ အရည်ရဲ့ တွန်းတင်တဲ့ ပမာဏ အပေါ် မူတည်ပြီး Flow rate ကို သိနိုင်ပါတယ်။ Vertical Scale တွေကို ဖတ်ပြီး Flow rate သိနိုင်သလို Plug position ကို sense လုပ်တဲ့ Electronic ပစ္စည်းတွေ တပ်ထားပြီး output ထုတ်ယူနိုင်ပါတယ်။ Float type ဆိုတဲ့အတွက် ထောင်ရက်ပဲ တပ်လို့ ရတယ်ဆိုတဲ့ ကန့်သတ်ချက် ရှိပါတယ်။
Spring နဲ့ တွန်းထားတဲ့ Tapered Plug type မှာတော့ ထောင်ရက်တင်မဟုတ်ပဲ အဆင်ပြေတဲ့ orientation နဲ့ သုံးနိုင်ပါတယ်။ သုံးတဲ့ အရည် အမျိုးအစားပေါ်မူတည်ပြီး Plug design တွေ ကွာခြားမှုရှိပါတယ်။
4) Differential Pressure Flow meter
ဒီအမျိုးအစား Flow meter တွေမှာ Bernoulli’s Equation ကို အခြေခံထားပါတယ်။ တည်ဆောက်ပုံက ပိုက်တစ်နေရာမှာ အတားအဆီး တစ်ခုထားပြီး အဲဒီ ရှေ့နဲ့ နောက်မှာ Pressure တိုင်းပြီး Differential Pressure ကို ရှာပါတယ်။ Bernoulli’s Equation မှာ ပြောထားတာက Flow တစ်ခုမှာ အတားအဆီး ကြောင့် Pressure ကျသွားခဲ့ရင် အဲဒီ Differential Pressure ဟာ  Flow rate နှစ်ထပ်ကိန်း နဲ့ အချိုးညီတယ်လို့ ဆိုပါတယ်။ 
ဒီ Flow meter အုပ်စုမှာလည်း တည်ဆောက်ပုံအရ အမျိုးအစား ထပ်ခွဲနိုင်ပါသေးတယ်။
a) Orifice Plate Type 
   အပေါက်ပါတဲ့ Plate တစ်ခုကို အရည်စီးဆင်းတာကို ခုခံတဲ့ အနေနဲ့ သုံးထားပါတယ်။ Plate ရဲ့ ရှေ့နဲ့ နောက်ဘက်မှာရှိတဲ့ Pressure ခြားနားချက်ပေါ်မူတည်ပြီး တွက်ထုတ်ပါတယ်။

b) Venturi Tube Type
    အရည်စီးဆင်းတဲ့ ပိုက်တစ်နေရာမှာ ကျဉ်းသွားတဲ့ လည်ပင်းနေရာတစ်ခု ထည့်ထားပါတယ်။ အဲဒီ လည်ပင်းနေရာက Pressure နဲ့ အဝင် Pressure ကို နှိုင်းယှဉ်ထားပါတယ်။
c) Flow Nozzle Type
   အတားအဆီး နေရာမှာ နောက်ဘက်ကို လှည့်ထားတဲ့ Nozzle လေး ထည့်ထားပါတယ်။ Pressure အနိမ့်ဆုံးနေရာဖြစ်တဲ့ Nozzle အထွက်နေရာနဲ့ အဝင် Pressure ကို နှိုင်းယှဉ်ထားပါတယ်။ 

d) Pilot Tube Type
    Flow လာတဲ့ဘက်ကို မျက်နှာမူထားတဲ့ Tube ထဲက တက်လာတဲ့ Pressure နဲ့ Main Pipe ရဲ့ Static Pressure ခြားနားချက်ကို မူတည်ပြီး Flow rate တွက်ထုတ်ထားပါတယ်။

5) Mass Flow meter (သို့) Inertial Flow meter
ဒီအမျိုးအစားမှာတော့ ဖြတ်စီးသွားတဲ့ အရည်ရဲ့ ထုထည် (volume) တိုင်းမယ့်အစား အလေးချိန် (mass) ကို တိုင်းပြီး ထုထည်ကို ပြန်တွက်ယူထားကါတယ်။ Density တူတဲ့ အရည်တွေမှာ mass နဲ့ volume က အချိုးတူတာမို့ပါ။ ဒါပေမဲ့ အပူချိန်နဲ့ ဖိအား ပြောင်းလဲရင် အဲဒီ အချိုးက ပြောင်းတတ်တဲ့ အားနည်းချက်တော့ ရှိပါတယ်။ ဒီအုပ်စုမှာ ပါတဲ့ အမျိုးအစာဒတွေကတော့ - 

a) Coriolis Flow meter
    အရည်တစ်ခု ပိုက်ထဲကို ဖြတ်စီးနေတုန်းမှာ rotational force တစ်ခုကို အပြင်ကနေ ထည့်ပေးလိုက်ရင် centrifugal acceleration ကြောင့် အရည်ရဲ့ mass အနည်းအများအလိုက် ထွက်လာတဲ့ vibration ကွာခြားတာကို အခြေခံထားပါတယ်။ Coriolis flow meter မှာတောင် Curved tube နဲ့ Straight Tube ဆိုပြီး နှစ်မျိုး ရှိပါသေးတယ်။

b) Thermal Dispersion Flow meter
    ဒီအမျိုးအစားမှာတော့ အပြင်ကနေ heat source တစ်ခု ထည့်ပေးလိုက်ပြီး စီးဆင်းမှုကြောင့်လျော့သွားမယ့် Differential Temperature ကို တိုင်းထားပါတယ်။ စီးဆင်းမှုများရင် heat loss များမှာ ဖြစ်ပါတယ်။ များသောအားဖြင့် gas flow rate တိုင်းရာမှာ သုံးကြပါတယ်။ ဒီ အမျိုးအစားမှာလည်း immersible type နဲ့ capillary tube type ဆိုပြီး ရှိပါသေးတယ်။ 
စက်ရုံတွေမှာ သုံးတဲ့ Mass Flow Controller (MFC) ဆိုတာ ဒီအမျိုးအစား flow rate တိုင်းတဲ့ စနစ်နဲ့ Electronic control valve ပေါင်းထားတာပါ။

6) Area Velocity Flow meter
ဒီအမျိုးအစား flow meter တွေမှာ အရည်ရဲ့ ရွေ့ရှားမှုကို တိုင်းတာပြီး ပိုက်ရဲ့ အဝဧရိယာနဲ့ ထုထည် တွက်ထုတ်နိုင်ပါတယ်။ အရည်ထဲမှာပါတဲ့ အမှုန်တွေ ပူပေါင်းလေးတွေရဲ့ ရွေ့လျားမှုကို sense လုပ်ဖို့ သုံးတဲ့ နည်းပညာအရ Ultrasonic wave ၊ Optical ၊ Electromagnetic  စတဲ့ နည်းတွေနဲ့ တိုင်းတာပါတယ်။


နောက်တစ်ခု Open Channel လို့ ခေါ်တဲ့ ပိုက်အပြည့် စီးတာမဟုတ်ပဲ ပိုက် တစ်ဝက်တစ်ပြက် (သို့) မြောင်း တစ်ခုမှာ စီးတဲ​့ flow rate တိုင်းတဲ့ စနစ်တွေမှာ အရည်ရဲ့ Velocity အပြင် အရည်ရဲ့ အနက် (depth) ကိုပါ တိုင်းပြီး တွက်ထုတ်ပါတယ်။

7) Vortex Flow meter
အရည်စီးတဲ့ လမ်းကြောင်းမှာ bluff လို့ခေါ်တဲ့ ခုခံမှု ပစ္စည်းတစ်ခုထားလိုက်ရင် ဖြတ်စီးသွားတဲ့ ကြား channel တစ်လျောက်မှာ Vortex လို့ခေါ်တဲ့ ဝဲကတော့ လေးတွေ ဖြစ်သွားပါတယ်။ Vortex အရေအတွက်ဟာ Flow rate နဲ့ အချိုးတူပါတယ်။ ဒါကြောင်​့ Vortex အရေအတွက်ကို တိုင်းပြီး flow rate ကို တွက်ယူပါတယ်။ Vortex တစ်ခု ဖြစ်တိုင်း အရည်ပေါ်က Pressure ပြောင်းလဲမှု ဖြစ်ပါတယ်။ ဒီတော့ pressure sensor နဲ့ pressure အနည်းအများ ပြောင်းလဲတဲ့ အကြိမ်ရေ တစ်နည်းအားဖြင့် vortex frequency တိုင်းတာပါတယ်။

တခြား အမျိုးအစားတွေလည်း ရှိပါသေးတယ်။အရမ်းများသွားတာမို့ ဒီလောက်ပဲ ပြောပြလိုက်ပါတယ်။ 

Calibration 
Flow meter ကို calibrate လုပ်ချင်ရင် တိကျတဲ့ Standard Flow meter တစ်လုံးနဲ့ ပိုက်တစ်ဆက်ထဲ Series ချိတ် တိုင်းရပါတယ်။  
များသောအားဖြင့် Workshop မှာ ယူပြီး calibrate လုပ်ပါတယ်။ 
အရည်မှာ သုံးတဲ့ flow meter ကို on site မှာပဲ အလွယ် calibrate လုပ်ချင်ရင်တော့ အရည်ကို ဖြတ်စီးစေပြီး container အလွတ်တစ်ခုနဲ့ ခံထားပါ။ အချိန်တစ်ခုမှာ ရတဲ့ထုထည်အပေါ်ကနေ တွက်ထုတ်ပြီး ပြန်တိုက်ကြည့်နိုင်ပါတယ်။ Real time adjustment လုပ်ရတာမဟုတ်တော့ ပိုခက်ခဲပြီး တိကျမှု နည်းပါတယ်။
Adjustment တွေကတော့ များသောအားဖြင့် Zero နဲ့ Span ကို ညှိပေးရတာပါပဲ။ ထုတ်ပေးမယ့် output အမျိုးအစားအလိုက် (ဥပမာ 4-20 mA) တိုင်းထားပြီး အနိမ့်ဆုံးနဲ့  အမြင့်ဆုံး အတွက် တိုင်းတာ calibrate လုပ်ရပါတယ်။

Flow Switch တွေမှာတော့ Set point မှာ trigger output ထွက်မထွက် စစ်ပြီး လိုအပ်သလို ညှိပေးရပါတယ်။

ဝင်းအောင် (ပခုက္ကူ)
၁၅-၁၀-၂၀၁၉



No comments:

Post a Comment