فلومتر اولتراسونیک Clamp-on | SIEMENS SITRANS FS220

SIEMENS SITRANS FS220؛ فلومتر اولتراسونیک Clamp-on

SIEMENS SITRANS FS220 یک فلومتر اولتراسونیک Clamp-on برای اندازه‌گیری دبی سیالات است که از ترانسمیتر FST020 و سنسورهای خارجی FSS200 تشکیل می‌شود. این ساختار، سنسورها را بیرون از لوله قرار می‌دهد و امکان اندازه‌گیری جریان را بدون تماس مستقیم با سیال فراهم می‌کند. به همین دلیل، نصب FS220 به برش لوله یا توقف جریان نیاز ندارد. زیمنس این سیستم را به‌طور ویژه برای اندازه‌گیری آب و کاربردهایی معرفی می‌کند که به جبران‌سازی دما یا ویسکوزیته نیاز ندارند.

ساختار SITRANS FS220

ترانسمیتر FST020 بخش الکترونیکی سیستم را تشکیل می‌دهد و سیگنال سنسورهای FSS200 را برای محاسبه دبی پردازش می‌کند. سنسورهای FSS200 به‌صورت Clamp-on روی سطح خارجی لوله نصب می‌شوند و بدون ورود به مسیر جریان، اندازه‌گیری اولتراسونیک را انجام می‌دهند. انتخاب نوع سنسور به جنس و قطر لوله، ضخامت دیواره، دمای سیال و شرایط نصب بستگی دارد؛ بنابراین کد کامل سفارش برای تعیین پیکربندی دقیق اهمیت دارد.

دقت و محدوده اندازه‌گیری

دقت اعلام‌شده برای SITRANS FS220 برابر با ±1.0 درصد دبی در سرعت‌های بالاتر از 0.3 متر بر ثانیه است. محدوده سرعت جریان تا ±12 متر بر ثانیه می‌رسد و سیستم امکان اندازه‌گیری جریان در هر دو جهت را دارد. حساسیت اندازه‌گیری نیز 0.001 متر بر ثانیه اعلام شده است.

تکرارپذیری سیستم طبق ISO 11631 برابر با ±0.25 درصد است. نرخ به‌روزرسانی داده نیز به 100 هرتز می‌رسد و Zero Drift مقدار 0.1 درصد نرخ یا کمتر از ±0.001 متر بر ثانیه را نشان می‌دهد.

نصب بدون تماس با سیال

یکی از مزیت‌های اصلی FS220 به نوع نصب آن مربوط می‌شود. سنسورهای FSS200 روی بیرون لوله قرار می‌گیرند و نیازی به ایجاد سوراخ، نصب فلنج یا وارد کردن قطعه‌ای به داخل مسیر جریان ندارند. در نتیجه، امکان نصب فلومتر بدون قطع جریان فرایند فراهم می‌شود.

نبود قطعات متحرک نیز نیاز به تعمیرات مکانیکی و تمیزکاری دوره‌ای سنسورها را کاهش می‌دهد. از طرف دیگر، قرار نگرفتن سنسور در تماس مستقیم با سیال باعث می‌شود افت فشار ناشی از خود فلومتر ایجاد نشود.

سنسورهای FSS200

SITRANS FS220 از سنسورهای Clamp-on خانواده FSS200 استفاده می‌کند. زیمنس برای این سیستم سنسورهایی با اندازه‌های مختلف ارائه کرده است تا بتوان آن‌ها را با قطر و شرایط متفاوت لوله تطبیق داد. برای نمونه، یکی از پیکربندی‌های FSS200 برای قطر لوله 5.8 تا 50 میلی‌متر و نمونه دیگری برای قطر 203 تا 610 میلی‌متر مشخص شده است.

برخی پیکربندی‌های سنسور نیز برای محدوده دمایی تا 121 درجه سانتی‌گراد مشخص شده‌اند. بنابراین نباید یک محدوده قطر یا دمای واحد را برای تمام نسخه‌های FSS200 در نظر گرفت؛ این مشخصات به مدل سنسور و کد سفارش بستگی دارند.

خروجی‌های SITRANS FS220

ترانسمیتر این سیستم خروجی جریان ایزوله 4 تا 20 میلی‌آمپر دارد. همچنین خروجی‌های پالس و فرکانس و ورودی‌های دیجیتال برای عملکردهایی مانند Totalizer Hold و Totalizer Reset در مشخصات فنی سیستم دیده می‌شوند.

خروجی پالس از نوع ترانزیستوری ایزوله است و حداکثر جریان 10 میلی‌آمپر و ولتاژ 30 ولت DC را پشتیبانی می‌کند. خروجی فرکانس نیز محدوده 0 تا 12.5 کیلوهرتز دارد.

منبع تغذیه و شرایط محیطی

FST020 می‌تواند با منبع 100 تا 240 ولت AC با توان 20 VA یا منبع 11.5 تا 28.5 ولت DC با توان 10 W کار کند. محفظه ترانسمیتر درجه حفاظت IP65 و NEMA 4X دارد و دمای کاری آن در مشخصات فنی از 10- تا 50+ درجه سانتی‌گراد اعلام شده است.

بدنه ترانسمیتر از پلی‌کربنات ساخته شده و وزن دستگاه حدود 1.4 کیلوگرم است. ابعاد اعلام‌شده برای ترانسمیتر نیز 176 × 240 × 87 میلی‌متر هستند.

کاربردهای SIEMENS SITRANS FS220

ساختار Clamp-on، FS220 را برای کاربردهایی مناسب می‌کند که نصب فلومتر درون خط دشوار یا پرهزینه است. سیستم در اندازه‌گیری آب، تأسیسات آب و فاضلاب، HVAC، صنایع نیروگاهی و برخی کاربردهای شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای خطوطی که امکان توقف تولید وجود ندارد، نصب خارجی سنسورها می‌تواند فرایند نصب را ساده‌تر کند. همین ویژگی در کنار نبود قطعات متحرک، کاهش افت فشار و عدم تماس سنسور با سیال، از ویژگی‌های کاربردی این فلومتر به شمار می‌رود.

تفاوت SITRANS FS220 با FS230

SITRANS FS220 در رده فلومترهای Clamp-on استاندارد زیمنس قرار می‌گیرد و بیشتر روی اندازه‌گیری آب و کاربردهای عمومی تمرکز دارد. در مقابل، SITRANS FS230 یک سیستم پیشرفته‌تر برای اندازه‌گیری مایعات و گازهاست و از گزینه‌های سنسوری و ارتباطی گسترده‌تری بهره می‌برد.

به همین دلیل، انتخاب بین این دو خانواده باید بر اساس نوع سیال، دقت موردنیاز، شرایط فرایند، نوع سنسور و امکانات ارتباطی انجام شود.

جمع‌بندی

SIEMENS SITRANS FS220 یک فلومتر اولتراسونیک Clamp-on است که با ترکیب ترانسمیتر FST020 و سنسورهای خارجی FSS200، دبی سیال را بدون تماس مستقیم سنسور با سیال اندازه‌گیری می‌کند. دقت 1 درصد، تکرارپذیری ±0.25 درصد، اندازه‌گیری دوطرفه جریان و نصب بدون نیاز به برش لوله، از ویژگی‌های مهم این سیستم هستند.

در زمان سفارش، باید مدل دقیق FST020 و سنسور FSS200 را همراه با قطر و جنس لوله، محدوده دمایی و شرایط فرایند بررسی کرد. زیمنس برای SITRANS FS220 پیکربندی‌های مختلف سنسور ارائه می‌کند و مشخصات نهایی سیستم به انتخاب این اجزا وابسته است.