فلومتر روتامتری

روتامتر چیست و چگونه عمل می‌کند؟

روتامترها دستگاه‌هایی ساده، قابل اعتماد و ارزان قیمت هستند که برای اندازه گیری دبی سیالات به کار برده می‌شوند. روتامترها بعضا با نام‌های دیگری مانند فلومتر مکانیکی و فلومتر گرانشی نیز شناخته می‌شوند. علت این نامگذاری نیز نحوه عملکرد و اندازه گیری دبی توسط این فلومترها است. روتامترها از یک لوله شیشه‌ای یا پلاستیکی مخروطی و یک شناور تشکیل شده‌اند. قطر لوله مخروطی در پایین کم است و به تدریج افزایش می‌یابد. شناور ابتدا در قسمت پایین لوله مخروطی قرار دارد؛ با جریان یافتن سیال در لوله، شناور آزادانه به سمت بالا حرکت می‌کند تا زمانی که به تعادل برسد. این تعادل بین نیروی وزن شناور (نیروی گرانشی رو به پایین) و نیروی رو به بالای ناشی از جریان سیال باید برقرار شود. محل به تعادل رسیدن شناور نشانگر دبی جریان است که از روی مقادیر مشخص شده روی لوله قابل قرائت می‌باشد. لازم به ذکر است که دانسیته سیال باید برای جابجایی شناور کافی باشد، در غیر این صورت خوانش دقیق نخواهد بود.

ویژگی‌های روتامترها

از ویژگی‌های روتامترها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• مناسب برای اندازه‌گیری طیف گسترده‌ای از مایعات
• انواع مختلف لوله، شناور و اتصالات جهت استفاده در کاربردهای مختلف
• دارای مقیاس تقریبا خطی
• قابلیت استفاده از روتامترهای معکوس (جریان بالا به پایین) برای اندازه گیری فلزات مایع مانند جیوه و سرب
• امکان تعویض ظرفیت روتامتر با تغییر شناور

بخش‌های مختلف یک روتامتر

روتامتر دارای یک لوله مخروطی است که در قسمت پایینی قطر کمتری دارد و با افزایش ارتفاع، قطر لوله نیز افزایش می‌یابد. این لوله را می‌توان از جنس‌های مختلف مانند فلز، پلاستیک و یا شیشه ساخت که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند. داخل این لوله مخروطی یک شناور کوچک قرار می‌گیرد که با به تعادل رسیدن، نرخ جریان را مشخص می‌کند. شناور را می‌توان از مواد با چگالی‌های مختلف مانند آلومینیوم، شیشه، استیل ضد زنگ و انواع پلاستیک ساخت. عمدتا از شناورهای استنلس استیل استفاده می‌شود. شکل شناور برای کاربردهای مختلف متفاوت می‌باشد. مقیاس نیز قسمتی است که مقدار دبی اندازه گیری شده توسط شناور را نشان می‌دهد. در دو انتهای لوله نیز اتصالات فلنجی وجود دارد تا شبکه لوله را به فلومتر وصل کند. 

در تصویر زیر شکل‌های مختلف شناورها نمایش داده شده است.

اشکال مختلف شناور روتامترها

محاسن روتامترها

از محاسن روتامترها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:   
• هزینه کم و مقرون به صرفه بودن
• افت فشار کم
• مناسب برای دبی‌های کوچک
• توانایی اندازه گیری نرخ جریان‌های خورنده
• عدم نیاز به جریان برق
• شاخص بصری نرخ جریان و قابلیت مشاهده سیال مورد اندازه گیری 
• دارای مقیاس تقریبا خطی
• نصب و نگهداری ساده
• عدم نیاز به نصب خط لوله اضافی
• تکرار پذیری بالا در صورت نگهداری درست

معایب روتامترها

از معایب روتامترها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• نصب تنها به صورت عمودی
• دشوار بودن حمل و نقل لوله شیشه‌ای
• محدود بودن به دماهای پایین
• محدود بودن به لوله‌های سرویس کوچک
• دقت نسبتا کم
• نامناسب برای جریان‌های دارای ذرات معلق و جامد

عوامل اثرگذار بر دقت روتامترها

با توجه به این که روتامترها برای یک شرایط جریان واحد کالیبره شده‌اند، بسیاری از تغییرات مانند تغییر در دما، فشار، رطوبت، ویسکوزیته، نوع سیال، کثیفی، آسیب شناور، ضربات و ... می‌تواند منجر به خطا در دقت روتامتر شود. با این وجود، روتامترها دستگاه‌هایی ساده و کم هزینه هستند که برای اندازه گیری دبی جریان در بسیاری از کاربردها مناسب می‌باشند.

نکات مهم در خرید روتامتر

برای خرید روتامتر مناسب نیاز است که به پارامترهای زیر توجه شود:
• حداقل و حداکثر دبی جریان عبوری از فلومتر
• دمای حداقل و حداکثر فرایند
• انتخاب شناور متناسب با کاربرد
• ویسکوزیته سیال
• استفاده برای کاربردهایی که حرکت شناور قابل مشاهده است
• انتخاب فلومتر با اندازه متناسب با کاربرد
• قطر و سایز لوله 
• حداکثر فشار فرایند