گیس کے بہاؤ کی پیمائش سے متعلق تحقیقات

Thread Content

صنعتی مقامات پر گیسوں کے بہاؤ کی پیمائش کی ضرورت کئی جگہوں پر ہوتی ہے۔ اس کے عام استعمال کے مثالی میدانوں میں ہوا، گیس، قدرتی گیس، کلورین گیس، آکسیجن، فلیم گیس، اور گاڑیوں سے خارج ہونے والے دھوئیں وغیرہ شامل ہیں۔ ان مواقع پر جہاں احتراق کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، گیس کے بہاؤ کی پیمائش، ہوا اور ایندھن کے تناسب کو بہتر بنانے میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ احتراق کے لئے درکار ہوا کی مقدار، احتراق کی استحکام اور کارکردگی پر براہِ راست اثر ڈالتی ہے۔ پیٹرولیم کیمیکلز کی ہائڈروجنیشن عمل میں، ہائڈروجن گیس کے بہاؤ کی پیمائش اور کنٹرول، کارکردگی کو بہتر بنانے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ ہمارے ملک میں صنعتوں کی تیز رفتار ترقی، اور ماحولیاتی تحفظ سے متعلق شرائط کی وجہ سے نئی توانائی ذرائع کو فروغ دینے کی ضرورت پیدا ہوئی ہے؛ اسی وجہ سے گیسوں کی پیمائش کو بھی زیادہ اہمیت دی جارہی ہے۔ لیکن فی الحال گیس کے بہاؤ کی پیمائش سے متعلق مسائل کافی نمایاں ہیں۔ مثلاً، بڑے قطر اور زیادہ بہاؤ والے گیس فلو میٹروں میں بہت سی مشکلات پائی جاتی ہیں۔ ； درجہ حرارت، دباؤ، اجزاء وغیرہ جیسے پیرامیٹرز میں بڑی تبدیلیوں کی وجہ سے مخلوط گیسوں کی پیمائش بھی ایک اہم مسئلہ ہے جسے فوری طور پر حل کرنے کی ضرورت ہے۔ 1.1 مخلوط گیسوں کی خصوصیات: مخلوط گیسیں، صنعتی مقامات پر استعمال ہونے والے عام مادے ہیں؛ جیسے قدرتی گیس، گیسوئل، فلیم گیس، بوائلر سے نکلنے والا دھواں وغیرہ، یہ سب مخلوط گیسیں ہی ہیں۔ مخلوط گیسوں میں عموماً درج ذیل خصوصیات پائی جاتی ہیں: الف۔ یہ بہت گندی ہوتی ہیں۔ مخلوط گیسوں میں عموماً کچھ غیرصاف عناصر بھی ہوتے ہیں، مثلاً: گیسوں میں کوئلے کا ٹار، گرد و غبار، پانی وغیرہ جیسے غیرصاف عناصر موجود ہوتے ہیں۔ ； دھوئیں میں فائر ایش بھی موجود ہوتا ہے۔ ب. جزوؤں میں تبدیلی۔ مخلوط گیسوں کے اجزاء میں کچھ تبدیلیاں واقع ہوتی ہیں، جس کی وجہ سے ان میں وقت کے ساتھ تغیرات پائے جاتے ہیں۔ مثلاً: گیس میں CO2، O2، H2، CO، CH4 جیسے مختلف عناصر موجود ہوتے ہیں۔ پیداواری عمل میں تبدیلی یا خام مواد کی ساخت میں فرق کی وجہ سے گیس کے اجزاء میں بھی تبدیلی واقع ہو جاتی ہے۔ مثلاً، ٹارچ گیس میں ہائڈروکاربنز، ہائڈروجن، ہائڈروجن سلفائڈ، کاربن ڈائی آکسائیڈ، نائٹروجن وغیرہ جیسے عناصر شامل ہوتے ہیں۔ ریفائنریوں میں پروسیسوں میں تبدیلی یا والوؤں سے لیک ہونے کی وجہ سے بھی ٹارچ گیس میں موجود مختلف گیسوں کے فیصد میں تبدیلی واقع ہو سکتی ہے۔ ج. درجہ حرارت اور دباؤ میں تبدیلیاں۔ مثلاً: ٹارچ گیس کے درجہ حرارت میں بہت زیادہ تغیر ہوتا ہے؛ یہ منفی درجنوں ڈگری سے لے کر تین یا چار سو ڈگری تک ہو سکتا ہے۔ جس مرکب گیس کی پیمائش کی جارہی ہے، اس کے درجہ حرارت اور دباؤ میں تبدیلی سے پیمائش میں بڑی غلطیاں پیدا ہو سکتی ہیں۔ لہذا، مخلوط گیس کے کمیتی بہاؤ کی پیمائش، حجمی بہاؤ کی پیمائش کے مقابلے میں زیادہ مناسب ہوگی۔ د. بہاؤ میں تغیرات کی حد بہت زیادہ ہے۔ قدرتی گیس، گیسوئل، ٹارچ گیس وغیرہ جیسی مخلوط گیسوں میں بہاؤ کی مقدار میں بہت زیادہ تغیرات پائے جاتے ہیں۔ مثلاً، بالعموم، ٹھیک طرح سے کام کرنے والے ریفائنری پلانٹس میں فلیم جیٹ کی رفتار کم ہوتی ہے؛ کم بہاؤ کی صورت میں اس کی رفتار عموماً 0.01 سے 15 میٹر/سیکنڈ کے درمیان ہوتی ہے۔ لیکن حادثاتی صورتحال میں، مختصر وقت کے لئے فلیم جیٹ کی رفتار 60 میٹر/سیکنڈ تک پہنچ سکتی ہے۔ قدرتی گیس اور گیسوں کے معاملے میں بھی یہی صورتحال ہے؛ گیس کے استعمال کے عروج کے وقت اس کا بہاؤ، استعمال کے کم ترین وقت کے مقابلے میں 20 گنا زیادہ ہو سکتا ہے۔ 1.2 گیس کے بہاؤ کی پیمائش کے طریقوں پر بحث: موجودہ زمانے میں استعمال ہونے والے زیادہ تر طریقوں میں، گیس کے بہاؤ کی پیمائش کرتے وقت کسی نہ کسی حد تک خامیاں موجود ہیں؛ لہذا گیس کے بہاؤ کی درست پیمائش کرنا مشکل ہے۔ گیس کے بہاؤ کی پیمائش کے لئے، خاص قسم کے فلو میٹرز کا استعمال ضروری ہے۔ مذکورہ بالا تجزیے میں، عام طور پر استعمال ہونے والے گیس فلو میٹرز، اور گیس کے بہاؤ کی پیمائش میں پیش آنے والی مشکلات کا جائزہ لیا گیا ہے۔ 1.2.1 ٹوربو فلو میٹر: ٹوربو فلو میٹر، 20ویں صدی کے 70 کی دہائی میں تیار کیا گیا ایک جدید قسم کا فلو میٹر ہے؛ آج یہ عام استعمال ہونے والے فلو میٹروں میں سے ایک بن چکا ہے۔ اسے گیسوں، مائعات اور بخارات کے بہاؤ کی پیمائش کے لئے وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔ وورٹیکس فلو میٹرز کی ترقی بہت تیزی سے ہو رہی ہے، خاص طور پر سگنلز کی شناخت کے طریقوں اور سگنلز کی پروسیسنگ کے لحاظ سے۔ وورٹیکس فلو میٹرز کے استعمال سے کچھ فوائد حاصل ہوتے ہیں؛ مثلاً اس کی تنصیب آسان ہے، اور دباؤ میں کمی بھی کم ہوتی ہے۔ ； اس کا اطلاق مختلف قسم کے مائعات پر ہوتا ہے، جیسے مائعات، گیسیں، بھاپ وغیرہ؛ ان سب کی پیمائش کی جاسکتی ہے۔ ； دقت کی سطح بہت زیادہ ہے۔ ； پیمائش کی حد وسیع ہے، یہ 10:1 سے لے کر 20:1 تک ہو سکتی ہے۔ ； مخصوص رینولڈز نمبر کی حدود میں، آؤٹ پٹ سگنل، مائع کی خصوصیات (کثافت، چپچپاہٹ) اور اس کے جزوؤں سے متأثر نہیں ہوتا؛ یعنی پیمائشی ضرایب صرف گرداب پیدا کرنے والے عناصر اور پائپ کی شکل و سائز سے متعلق ہوتے ہیں۔ ； صرف ایک مخصوص ماحول میں ہی اس کی کیلیبریشن کرنی پڑتی ہے، جس کی بدولت یہ مختلف ماحولوں میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لیکن وورٹیکس فلو میٹر کے عملی استعمال میں بھی کچھ خامیاں موجود ہیں: وورٹیکس فلو میٹر، کم رینولڈز نمبر والے مائعات کی پیمائش کے لئے مناسب نہیں ہے۔ ； جسمانی گردش کے الگ ہونے کی استحکام، بہاؤ کی رفتار کی تقسیم اور گھومنے والے بہاؤ سے متعلق ہے؛ لہذا، اپ سٹریم کی جانب موجود مختلف قسم کی رکاوٹوں کے پیش نظر، کافی لمبے سیدھے ٹیوب حصے استعمال کرنے یا ریگولیٹر نصب کرنے ضروری ہے۔ ； فورس سینسنگ طریقہ کار استعمال کرنے والے وولٹیج اسٹریم میٹر، پائپ لائنوں میں ہونے والے مکانیکی کمپنوں کے لحاظ سے بہت حساس ہوتے ہیں؛ اس لیے انہیں شدید کمپن والے ماحولوں میں استعمال کرنا مناس ； ٹربائن فلو میٹر کے مقابلے میں، اس کا انڈیکیٹر کوفیشنٹ کم ہے، اور ریزولوشن بھی کم ہے۔ جب گیسوں کی مقدار کی پیمائش کے لئے وورٹیکس فلو میٹر استعمال کیا جاتا ہے، تو دباؤ پیدا کرنے والے آلات کی وجہ سے پائپ لائنوں میں کمپن پیدا ہوتا ہے، پائپ لائنوں میں موجود گیس کا دباؤ، اور گیس کی بے ترتیب حرکتیں بھی فلو میٹر کی درستگی کو متأثر کرتی ہیں۔ اور عملی استعمال میں، گیسوں کی رفتار کو 5 میٹر/سیکنڈ سے زیادہ برقرار رکھنا عموماً مشکل ہوتا ہے؛ اسی وجہ سے کم رفتار پر ٹوربومیٹر میں پیمائش میں غلطیاں واضح طور پر دیکھنے کو ملتی ہیں۔ 1.2.2 ڈیفرنشل پریشر فلو میٹر: ڈیفرنشل پریشر فلو میٹر، پائپ لائنوں میں نصب کیے گئے تنگ کرنے والے عناصر کی وجہ سے پیدا ہونے والے دباؤ کے فرق، مائع کی خصوصیات، تنگ کرنے والے عناصر، اور پائپ لائنوں کے جیومیٹرک ابعاد جیسے پیرامیٹروں کی بنیاد پر بہاؤ کی مقدار کا حساب لگاتا ہے۔ اس کا استعمال، ٹریفک میٹرز میں سب سے زیادہ ہے۔ حالیہ برسوں میں، مختلف قسم کے جدید فلو میٹروں کے استعمال میں اضافے کی وجہ سے، ڈیفرنشیل پریشر فلو میٹروں کی مارکیٹ میں حیثیت کم ہوتی جارہی ہے؛ تاہم، فی الحال یہ اب بھی فلو میٹروں کی سب سے اہم قسم ہی ہے۔ ڈیفرنشل پریشر فلو میٹر، گیسوں کے بہاؤ کی پیمائش کے لئے وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، اور یہ فی الحال گیسوں کی پیمائش کے لئے سب سے زیادہ استعمال ہونے والا فلو میٹر ہے۔ حالیہ سروے کے مطابق، قدرتی گیس کے بہاؤ کی پیمائش کے لئے استعمال ہونے والے آلات میں، بین الاقوامی سطح پر معیاری پورٹس تقریباً 55 فیصد کے حصے میں ہیں، جبکہ ملکی سطح پر یہ شرح تقریباً 80 فیصد ہے۔ ڈیفرینشل پریشر فلو میٹر، ایک پرائمری ڈیوائس اور ایک سیکنڈری ڈیوائس سے مل کر بنتا ہے۔ عموماً، ڈفرینشیئل پریشر فلو میٹرز کو تھراٹلنگ آرگنز کی بنیاد پر درجہ بند کیا جاتا ہے، جیسے کہ پورٹ ایبل فلو میٹر، وینچوری ٹیوب فلو میٹر، اور کنسٹنٹ سپیڈ ٹیوب فلو میٹر وغیرہ۔ ڈفرینشیئل پریشر فلو میٹرز میں استعمال ہونے والے تھراستورز (خاص طور پر معیاری قسم کے تھراستورز) بہت عام ہیں، اور بین الاقوامی معیاراتی تنظیموں کی جانب سے ان کو تسلیم کیا گیا ہے۔ ڈفرینشیئل پریشر فلو میٹرز کے معیاری تنگ کرنے والے آلات سے متعلق تجرباتی تحقیقات بین الاقوامی سطح پر کی جاتی ہیں؛ دیگر قسم کے فلو میٹرز میں اس قدر گہرائی اور وسعت حاصل کرنا مشکل ہے۔ معیاری ڈفرینشیل پریشر فلو میٹر، وہ واحد فلو میٹر ہے جسے بغیر کسی حقیقی فلو کیلبریشن کے استعمال میں لایا جاسکتا ہے۔ ڈیفرینشل پریشر فلو میٹر کے استعمال میں بھی کچھ حدود موجود ہیں: پیمائش کی دہرائی اور درستگی درمیانی سطح کی ہے، اور اسے مزید بہتر بنانا مشکل ہے۔ ； پیمائش کی حد بہت محدود ہے، عام طور پر یہ صرف 3:1 سے 4:1 کے درمیان ہوتی ہے۔ ； کچھ ایسے مواقع پر جہاں بہاؤ میں زیادہ تغیرات ہوتے ہیں، اس کا استعمال ممکن نہیں ہے۔ کچھ تحقیقات میں ڈیفرینشل پریشر فلو میٹر کی پیمائشی حد کو وسیع کرنے کے طریقے بھی بیان کئے گئے ہیں، لیکن اس کی نصب کے لئے خاص شرائط کی ضرورت ہوتی ہے۔ ； پریشر ٹیوبوں میں رساو، بلاکیج، منجمد ہونے، اور سگنلوں میں خرابی جیسی خرابیاں پیدا ہونا عام بات ہے۔ ； دباؤ کی وجہ سے نقصان زیادہ ہوت ڈیفرنشل پریشر فلو میٹر، گیس، قدرتی گیس، دھواں وغیرہ جیسی گندی مخلوط گیسوں کی پیمائش کے لئے مناسب نہیں ہے۔ اس کی بنیادی وجوہات یہ ہیں: الف۔ گیس اور قدرتی گیس کی طلب میں اتار چڑھاؤ ہوتا رہتا ہے، اور فلو کی مقدار میں بھی بہت زیادہ تغیر ہوتا ہے۔ جبکہ ڈیفرنشل پریشر فلو میٹر کی پیمائشی حد کم ہوتی ہے، جس کی وجہ سے استعمال کے دوران بہت زیادہ غلطیاں پیدا ہوتی ہیں۔ عملی استعمال میں، ڈفرنشیئل پریشر فلو میٹر کی رینج کو بڑھانے کے لئے عموماً مرکزی پائپ لائن سے ذیلی پائپ لائنیں جوڑی جاتی ہیں، لیکن اس سے پیمائشی نظام پیچیدہ ہو جاتا ہے، سرمایہ کاری کے اخراجات بھی بڑھ جاتے ہیں، اور دیکھ بھال کے اخراجات بھی بڑھ جاتے ہیں۔ ب. گیس، قدرتی گیس، دھواں وغیرہ جیسے مخلوط گیسوں میں غیرصاف مواد موجود ہوتا ہے، جس کی وجہ سے پریشر ٹیوبیں بند ہو جاتی ہیں، اور تھروٹل عناصر کی خصوصیات میں تبدیلی آ جاتی ہے۔ اس مقصد کے لئے، بعض کمپنیوں نے ایسے پلیٹ فارم تیار کئے ہیں جنہیں آسانی سے صاف کیا جاسکتا ہے؛ تاکہ باقاعدگی سے یا بے قاعدگی سے انہیں صاف کیا جاسکے، اور آلات کی درست کارکردگی اور پیمائش کی درستگی برقرار رہ سکے۔ لیکن عملی استعمال میں، گندگی کی وجہ سے پیدا ہونے والے مختلف مسائل کو حل کرنا اب بھی مشکل ہے۔ ج. دباؤ کا نقصان زیادہ ہوتا ہے، جس کی وجہ سے گیسوں کی پائپ لائنوں کے ذریعے منتقلی میں دشواری اس کے علاوہ، ڈفرینشیل پریشر فلو میٹر کو آکسیجن جیسے گیسوں، اور کم دباؤ والے ماحولوں میں استعمال نہیں کیا جاسکتا۔ 1.2.3. روٹر فلو میٹر: روٹر فلو میٹر کو “فلوٹنگ فلو میٹر” بھی کہا جاتا ہے؛ یہ ایک قسم کا “تبدیل ہونے والے رقبے والا فلو میٹر” ہے۔ روٹر فلو میٹر کی ساخت بہت سادہ ہے، اور اس کا استعمال ڈفرینشیل پریشر فلو میٹر کے بعد دوسرے نمبر پر ہوتا ہے۔ چھوٹی مقداروں کی پیمائش میں یہ بہت اہم کردار ادا کرتا ہے۔ سنگل روٹر فلو میٹر میں پائپ کے چھوٹے قطر، اور انسٹالیشن سے متعلق متعدد پابندیاں جیسی خامیاں موجود ہیں۔ روٹر فلو میٹر کی پیمائش کی درستگی کم ہوتی ہے، اس لیے اسے حقیقی گیسوں کے ذریعہ ہی کیلیبریٹ کرنا ضروری ہے۔ اسے صرف ان صورتوں میں استعمال کیا جاسکتا ہے جہاں درستگی کی سطح 2.5 سے کم ہو۔ جبکہ گیس، قدرتی گیس جیسی چیزوں کے لیے تجارتی لین دین سے متعلق مسائل پیش آتے رہتے ہیں؛ اس لیے درست پیمائش کو یقینی بنانا ضروری ہے۔ نیز، مخلوط گیسوں کے اجزاء میں تبدیلی سے فلو میٹر کے آؤٹ پٹ سگنل پر اثر پڑتا ہے۔ اس لیے روٹر فلو میٹر، مخلوط گیسوں، بڑے قطر والی پائپ لائنوں، اور اعلی درستگی کی ضرورت والے معاملات میں استعمال کرنے کے لیے مناسب نہیں ہے۔ 1.2.4 ٹربائن فلو میٹر: ٹربائن فلو میٹر، سینسرز اور ڈسپلے آلات پر مشتمل ہوتا ہے۔ سینسرز میں کثیر پنکھوں والے روٹر استعمال کیے جاتے ہیں، تاکہ مائع کی اوسط رفتار کا پتہ لیا جاسکے، اور اس کی بنیاد پر فلو ریٹ کا حساب لگایا جاسکے۔ روٹر کی رفتار کو مقناطیسی حساسیت والے آلات، فوٹو الیکٹرک طریقوں وغیرہ کے ذریعے جانچا جا سکتا ہے، اور بعد کے آلات کے ذریعے اس کو دکھایا، بھیجا اور ریکارڈ کیا جا سکتا ہے۔ ٹربائن فلو میٹر کا استعمال تیل، نامیاتی مائعات، غیر نامیاتی مائعات، گیسی مادے، قدرتی گیس، گیس اور کم درجہ حرارت والے مائعات جیسے مختلف مواد کی پیمائش کے لئے وسیع پیمانے پر کیا جاتا ہے۔ بیرونِ ملک، لیکویفائیڈ پیٹرولیم گیس، تیار شدہ تیل اور ہلکے قسم کے خام تیل کی نقل و حمل کے لئے استعمال ہونے والے اسٹیشنوں، نیز بڑی سطح پر خام تیل کی نقل و حمل کے لئے استعمال ہونے والی پائپ لائنوں کے آغاز اور اختتامی نقاط پر، تجارتی لین دین کے لئے بڑی تعداد میں ٹربائن فلو میٹر استعمال کئے جاتے ہیں۔ یورپ اور ریاست ہائے متحدہ میں، ٹربائن فلو میٹر، پورٹ ڈیٹچ فلو میٹر کے بعد، قدرتی گیس کی پیمائش کے لئے استعمال ہونے والا دوسرا اہم آلہ ہے۔ ٹربائن فلو میٹر کی خصوصیات یہ ہیں: اس کی درستگی بہت زیادہ ہوتی ہے، عام طور پر یہ 0.5% سے 0.2% تک ہوتی ہے۔ ； پیمائش کی حد عموماً معمولی ہوتی ہے، اور زیادہ سے زیادہ اور کم سے کم بہاؤ کا تناسب عموماً 6:1 سے 10:1 کے درمیان ہوتا ہے۔ ； دہرانے کی صلاحیت اچھی ہے۔ ； دباؤ کا نقصان کم ہے۔ ； ڈیجیٹل سگنل آؤٹ پٹ ； اسے نصب کرنا اور مرمت کرنا آسان ہے۔ ٹربائن فلو میٹر کی حدود یہ ہیں کہ یہ طویل مدت تک اپنی کیلیبریشن خصوصیات کو برقرار نہیں رکھ سکتا، لہذا اسے باقاعدگی سے کیلیبریٹ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ； عام طور پر، یہ طریقہ اعلیٰ چپچپاہٹ والے مائعات کی رفتار کی پیمائش کے لئے مناسب نہی ； مائعات کی خصوصیات (کثافت، چپچپاہٹ)، بہاؤ کی خصوصیات پر بہت زیادہ اثر ڈالتی ہیں۔ ； بہاؤ کی رفتار کی تقسیم اور تغیرات، بہاؤ کی مقدار پر بڑا اثر ڈالتے ہیں۔ ； جس مادہ کی جانچ کی جارہی ہے، اس کی صفائی کے معیارات بہت اونچے ہونے واضح ہے کہ، اگرچہ ٹربائن فلو میٹر کی درستگی بہت زیادہ ہوتی ہے، لیکن اس کی پیمائش کی حد عام فلو میٹروں کے مقابلے میں کم ہوتی ہے۔ یہ آلہ آلودگی اور استعمال کی وجہ سے خراب ہونے کا شکار ہو جاتا ہے۔ نیز، بڑے قطر والے ٹربائن فلو میٹروں کی تیاری کی لاگت بہت زیادہ ہ لہٰذا، یہ چھوٹے اور درمیانے قطر والی پائپ لائنوں (DN300 سے کم) میں صاف گیسوں کے بہاؤ کی پیمائش میں اہم کردار ادا کرتا ہے، لیکن گیسوں جیسے کہ کوئلے کی گیس، قدرتی گیس وغیرہ کی پیمائش میں یہ کارآمد نہیں ہے۔ 1.2.5. الٹراسونک فلو میٹر: الٹراسونک فلو میٹر، ایک ایسا آلہ ہے جو مائع کے بہاؤ کی رفتار کو ناپنے کے لئے، مائع کے بہاؤ کے دوران الٹراسونک لہروں پر پڑنے والے اثرات کا پتہ لگاتا ہے۔ اس میں کوئی دباؤ کا نقصان نہیں ہوتا، یہ حالیہ برسوں میں تیزی سے ترقی کرنے والے فلو میٹروں میں سے ایک ہے۔ بڑے قطر والی پائپ لائنوں میں فلو کی پیمائش کے لحاظ سے اس کے بہترین فوائد ہیں۔ بند پائپ لائنوں میں استعمال ہونے والے الٹراساؤنڈ فلو میٹروں کو ان کے پیمائشی اصولوں کے لحاظ سے درج ذیل زمروں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: رفتار کے اصول پر مبنی طریقہ، ڈاپلر اثر کے اصول پر مبنی طریقہ، بیم کی سمت تبدیل کرنے کے اصول پر مبنی طریقہ، کوریلیشن طریقہ، اور شور کے اصول پر مبنی طریقہ۔ الٹراسونک فلو میٹر کا استعمال 1990 کی دہائی سے شروع ہوا۔ اس کی کچھ خصوصیات جیسے درست پیمائش، وسیع پیمانہ، بغیر کسی دباؤ کے کام کرنے کی صلاحیت، اور بغیر کسی حرکت کرنے والے اجزاء کے ہونا، اسے صارفین کے درمیان مقبول بنا دیا۔ اسے گیسوں کی مقدار کی پیمائش کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ آج تک ریاست ہائے متحدہ، ہالینڈ، برطانیہ سمیت 12 ممالک نے الٹراسونک فلو میٹر کو تجارتی لین دین میں قانونی پیمائشی آلے کے طور پر استعمال کرنے کی منظوری دے دی ہے۔ لیکن یہ صرف درمیانے اور بڑے قطر والے پائپوں کے لئے ہی موزوں ہے، اور اس کی قیمت بھی بہت زیادہ فی الحال، ملک میں چند صارفین ہی امپورٹ کردہ الٹراسونک فلو میٹرز کا استعمال کرکے فلو کی پیمائش کرتے ہیں۔ 1.2.6. گیس کے لئے والو-ٹائپ فلو میٹر: یہ ایک حجمی فلو میٹر ہے؛ اس کی پیمائش کی درستگی بہت زیادہ ہے، اور اس کی قابل اعتمادی بھی بہت زیادہ ہے۔ اسے نصب کرنے کے لئے سامنے اور پیچھے سیدھے پائپوں کی ضرورت نہیں ہے۔ اس کی پیمائش کی حد بہت وسیع ہے، جو 10:1 تک ہو سکتی ہے۔ لیکن ساختی وجوہات کی بناء پر، گیس فلو میٹر کی تنصیب کے دوران اس کے خول، پائپ لائنوں پر پڑنے والے مختلف دباؤوں کو برداشت نہیں کر سکتا؛ اور اس کے لئے ضروری ہے کہ مواد بہت صاف ہو (ورنہ گھومنے والے حصے جام ہو سکتے ہیں)۔ لہذا، مخلوط گیسوں کے بہاؤ کی پیمائش میں اس کے استعمال پر کچھ پابندیاں ہیں۔ اس کے علاوہ، چونکہ بڑے قطر والے پائپوں میں استعمال ہونے والے فلو میٹر بہت بھاری ہوتے ہیں، اس لیے انہیں بڑے قطر والے پائپوں میں شاز و نادر ہی استعمال کیا جاتا ہے۔ عموماً انہیں چھوٹے قطر والے پائپوں میں گیس کے بہاؤ کی پیمائش کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ دیگر کچھ حجمی فلو میٹرز، جیسے ویٹ میٹر، روٹز فلو میٹر وغیرہ، انسٹالیشن سے متعلق پابندیوں کی وجہ سے مخلوط گیسوں کی پیمائش کے لئے استعمال کرنا مشکل ہے۔ 1.2.7. حرارتی طرز کے گیس کے بہاؤ کے پیما: حرارتی طرز کے گیس کے بہاؤ کے پیمے، دراصل گیس کے بہاؤ کو ناپنے کے لئے حرارتی تبادلے کے اصول کا استعمال کرنے والے آلات ہیں؛ یعنی، بہنے والی گیس اور حرارتی ذریعہ کے درمیان حرارت کے تبادلے کی بنیاد پر ہی بہاؤ کی پیمائش کی جاتی ہے۔ 1960 کی دہائی میں، ریاست ہائے متحدہ نے خلائی صنعت کے لئے سب سے پہلے “حرارتی گیس فلو میٹر” تیار کیا، بعد میں اس ٹیکنالوجی کو سیمی کنڈکٹر صنعت میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا۔ تھرمل گیس فلو میٹر کی خصوصیات درج ذیل ہیں: یہ بہت کم رفتار والے چھوٹے بہاؤ کی پیمائش کر سکتا ہے۔ ； اس میں کوئی حرکت کرنے والا جزو نہیں ہے، لہذا اس کی قابلِ ا ； دباؤ کا نقصان بہت کم ہے، تقریباً نظرانداز کیا جاسکتا ہے۔ ； کمیت کے بہاؤ کی براہِ راست پیمائش کی جاسکتی ہے، بغیر دباؤ اور درجہ حرارت کی تصحیح کے۔ ； الیکٹریکل سگنل کا آؤٹ پٹ، آؤٹ پٹ ویلیو بہت زیادہ ； رینج کا تناسب بہت زیادہ ہے (1000:1) ； قیمت کا تعلق پائپ کے قطر سے زیادہ نہیں ہے، اسے نصب کرنا آسان ہے۔ ； دہرانے کی صلاحیت اچھی ہے۔ فی الحال، تھرمل گیس فلو میٹرز کا استعمال مختلف صنعتی شعبوں میں گیسوں کے بہاؤ کی پیمائش کے لئے وسیع پیمانے پر کیا جاتا ہے؛ جیسے قدرتی گیس کے بہاؤ کی پیمائش، گیسوں کے دیگر اقسام کے بہاؤ کی پیمائش، ہوا کے بہاؤ کی پیمائش، ہائڈروجن گیس کے بہاؤ کی پیمائش، آکسیجن گیس کے بہاؤ کی پیمائش، آٹوموبائل صنعت میں گاڑیوں سے خارج ہونے والی گیسوں کی پیمائش، CEMS، طبی شعبے میں آکسیجن اور دیگر ادویات کے بہاؤ کی پیمائش، توانائی کی صنعت میں ایندھن کے بہاؤ کی پیمائش، حرارتی نظاموں میں ہوا کے بہاؤ کی پیمائش، اور عوامی شعبوں میں کلورین، آزون وغیرہ جیسی گیسوں کے بہاؤ کی پیمائش وغیرہ۔ 1.3. گیس کے ماس فلو کی پیمائش: پچھلے تجزیے سے معلوم ہوتا ہے کہ زیادہ تر فلو میٹر، حجمی فلو کی پیمائش کرتے ہیں۔ صنعتی پیمائشوں میں، مادہ کا درجہ حرارت، دباؤ اور اجزاء مسلسل تبدیل ہوتے رہتے ہیں؛ اس کی وجہ سے حجمی بہاؤ کی پیمائش میں بڑی غلطیاں پیدا ہو جاتی ہیں، اور اس طرح پیمائش کا کوئی فائدہ باقی نہیں رہتا۔ ان استعمالات میں، مائع کے بہاؤ کی مقدار کی پیمائش، اس کے حجم کی پیمائش کے مقابلے میں زیادہ عملی اہمیت رکھتی ہے۔ ان مواقع میں صنعتی پیداوار میں مواد کے تناسب اور معیار کا کنٹرول، مواد اور توانائی کا توازن، نیز تجارتی لین دین شامل ہیں۔ 20 سال سے زیادہ کی تحقیق اور کوششوں کے بعد، لوگوں نے ایسے معیاری فلو میٹر تیار کر لئے ہیں جن کا عملی استعمال ممکن ہے۔ معیاری مقدار کی پیمائش کے لئے عموماً استعمال کیے جانے والے طریقوں میں بالواسطہ طریقہ اور براہِ راست طریقہ شامل ہیں۔ 1.3.1. بالواسطہ طریقہ سے کمیت کے بہاؤ کی پیمائش: بالواسطہ طریقہ سے کمیت کے بہاؤ کی پیمائش، صنعتی شعبے میں استعمال ہونے والا ایک قدیم طریقہ ہے۔ ان صورتوں میں، جہاں پیمائش کی درستگی کی ضرورت کم ہو، درجہ حرارت اور دباؤ میں تغیرات کی حد کم ہو، یا مادہ کے درجہ حرارت اور کثافت کے درمیان لکیری تعلق ہو، تو بالواسطہ طریقوں سے کمیت کی رفتار کی پیمائش کی جاتی ہے۔ لیکن، ان مائعات کے لئے جن میں درجہ حرارت، دباؤ اور کثافت کے درمیان تعلقات بہت پیچیدہ ہوتے ہیں، خودکار اور درست طریقے سے تلافی کرنا بہت مشکل ہوتا ہے۔ ساتھ ہی، اس پیمائشی طریقہ کار میں متعدد درمیانی پیرامیٹرز کی پیمائش شامل ہے؛ پیمائش کے مراحل بہت زیادہ ہیں، جس کی وجہ سے ماس فلو کی پیمائش کی درستگی کو یقینی بنانا اور اسے بہتر بنانا مشکل ہو جاتا ہے۔ 1.3.2. براہِ راست ماس فلو ماپنے کا طریقہ: براہِ راست ماس فلو ماپنے کے اس طریقے کی ترقی کے نتیجے میں، آج کل مختلف قسم کے ماس فلو میٹر تیار ہو چکے ہیں۔ ان میں سے، کچھ ماس فلو میٹرز، وولیوم فلو میٹرز کی بنیاد پر ہی تیار کئے گئے ہیں۔ مثلاً، پورٹ ایبل پلیٹ اور مقررہ فلو ریٹ والے پمپ کے استعمال سے بننے والا ڈفرینشیئل پریشر طرز کا ماس فلو میٹر، یا دو ٹربائنوں کے استعمال سے بننے والا ڈبل ٹربائن طرز کا ماس فلو میٹر وغیرہ۔ ساختی وجوہات کی بناء پر، ان فلو میٹروں کو وسیع پیمانے پر استعمال کرنا مشکل ہے۔ فی الحال، عملی استعمالات میں، مائع حالت والے یا مائع حالت پر مشتمل مخلوط فلوئیڈز کے کمیتی بہاؤ کی پیمائش کے لئے بنیادی طور پر کوریولس کمیتی بہاؤ ماپنے والے آلات استعمال کئے جاتے ہیں، جبکہ گیسوں کے کمیتی بہاؤ کی پیمائش کے لئے عموماً تھرمل گیس کمیتی بہاؤ ماپنے والے آلات استعمال کئے جاتے ہیں۔ فی الحال، کوریولس ماس فلو میٹرز کے استعمال میں کچھ مشکلات اور خامیاں موجود ہیں؛ یہ زیادہ تر یک مرحلہ والے مائعات کی پیمائش کے لئے استعمال ہوتے ہیں، خصوصاً یک مرحلہ والے مائعات کی پیمائش کے لئے۔ کچھ تحقیقات سے یہ بھی پتا چلا ہے کہ اسے گاڑھی فضا میں موجود گیسوں کی مقدار کی پیمائش کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن ابھی تک یہ تحقیقات عملی استعمال کے مرحلے تک نہیں پہنچ سکی ہیں۔ حرارتی گیس کے بہاؤ کی پیمائش کرنے والے آلات، دراصل “ہائی ٹمپریچر اینڈرسٹریم میزر” سے تیار ہوئے ہیں۔ جیسے جیسے حرارتی پیمائشی تکنیکوں کے فوائد کو سمجھا گیا، حرارتی گیس فلو میٹرز میں تیزی سے ترقی ہوئی۔ حرارتی گیس کے بہاؤ کی پیمائش کرنے والے آلات دو قسم کے ہوتے ہیں: توانائی کے توازن پر مبنی آلات، اور کنوکشن پر مبنی آلات۔ توانائی کے توازن پر مبنی حرارتی فلو میٹر کو “حرارتی تقسیمی فلو میٹر” یا “تھرمومیٹرک فلو میٹر” بھی کہا جاتا ہے۔ جبکہ کنورجنسی فلو میٹر، حرارت کے اخراج (ٹھنڈک) کے اثر پر مبنی ہوتا ہے؛ اسے “انویسیو فلو میٹر” یا “اینسرٹڈ فلو میٹر” بھی کہا جاتا ہے۔ توانائی کے توازن پر مبنی حرارتی فلو میٹر، کم بہاؤ کی پیمائش کے لئے زیادہ استعمال ہوتے ہیں، جبکہ زیادہ بہاؤ کی پیمائش کے لئے عموماً کنورشن پر مبنی حرارتی گیس فلو میٹر استعمال کئے جاتے ہیں۔ کنویکشنل تھرمل فلو میٹرز کو دو قسموں میں تقسیم کیا جاتا ہے: انرجی کی مستقل سطح والے (مستقل بہاؤ)، اور درجہ حرارت کی مستقل سطح والے (مستقل درجہ حرارت)۔ درجہ حرارت کی استحکام والے تھرمل گیس فلو میٹرز میں، رفتار کی شرح، توانائی کی استحکام والے ماڈلوں کے مقابلے میں زیادہ ہوتی ہے؛ لہذا یہی وہ بنیادی سمت ہے جس کی جانب تھرمل گیس فلو میٹرز کی ترقی ہو رہی ہے۔ روایتی حرارتی گیس کمیت کے فلو میٹرز کے لئے ضروری ہے کہ جس گیس کی پیمائش کی جارہی ہے، وہ ایک ہی جزو سے مل کر بنی ہو، یا اس کے جزوء مستقل ہوں۔ اس کے علاوہ، ان آلات کے لئے پروسیسنگ کی شرائط بھی کافی سخت ہوتی ہیں۔ لیکن بین الاقوامی سطح پر، کچھ پیشہ ور تیار کنندگان جیسے امریکہ کی کمپنی SIERRA، نے اس شعبے میں جدید ترین ٹیکنالوجیاں تیار کی ہیں۔ ان کے تیار کردہ گرمی-بنیادی گیس فلو میٹر، ان حالات میں بھی درست پیمائش کرنے میں مددگار ثابت ہوتے ہیں، جہاں گیسوں کی ساخت پیچیدہ ہوتی ہے اور مختلف عناصر ایک ساتھ موجود ہوتے ہیں۔ اور اس مصنوعات کی عمر 10 سال تک رہ سکتی ہے، اور اس کی کارکردگی بھی بہترین حالت میں باقی رہتی ہے۔ 1.4. مخلوط گیسوں کے بہاؤ کی پیمائش کے طریقوں کا جائزہ: پچھلے تجزیوں سے معلوم ہوتا ہے کہ الٹراسونک فلو میٹر اور تھرمل فلو میٹر، مخلوط گیسوں کے بہاؤ کی پیمائش کے لئے مناسب ہیں۔ لیکن الٹراسونک فلو میٹر کی قیمت بہت زیادہ ہے، اس لئے اسے وسیع پیمانے پر استعمال کرنا مشکل ہے۔ تھرمل گیس فلو میٹر کی قیمت مناسب ہے، اور اس کا استعمال بھی آسان ہے۔ مخلوط گیسوں کی پیمائش میں یہ خاص فوائد رکھتا ہے، لہذا تھرمل گیس فلو میٹر سے متعلق تحقیقات کرنے کے بہترین امکانات موجود ہیں۔ حرارتی گیس فلو میٹر کے پروب کا گیس سے رابطہ والا حصہ مختلف دھاتوں یا مرکبات سے بنا ہوتا ہے؛ یہ زنگ لگنے کے خلاف مزاحم ہے، اعلی درجہ حرارت کو برداشت کر سکتا ہے، اور اس کی سطح کو آسانی سے صاف کیا جا سکتا ہے۔ عام طور پر اسے بالون والو کے ساتھ انسرٹ کرنے کے لئے ڈیزائن کیا جاتا ہے، تاکہ گیس کے بہاؤ کو روکے بغیر ہی پروب کو اندر ڈالنا، نکالنا اور صاف کرنا جیسے کام کئے جا سکیں۔ اس طریقے سے، مخلوط گیسوں کی آلودگی کے اثرات دور ہو جاتے ہیں۔ تھرمل گیس فلو میٹر، گیس کے بہاؤ کی مقدار کو براہِ راست ناپتا ہے؛ اس طریقے سے گیس کے درجہ حرارت اور دباؤ میں تبدیلیوں کے اثرات کو کافی حد تک ختم کیا جاسکتا ہے۔ تھرمل گیس فلو میٹر میں مائع کے بہاؤ کے دوران رکاوٹ بہت کم ہوتی ہے، اور تقریباً کوئی دباؤ کا نقصان نہیں ہوتا۔ تھرمل فلو میٹر کی پیمائش کی حد بہت وسیع ہوتی ہے، جس کی وجہ سے یہ ایسے گیسوں کی مقدار میں تبدیلیوں کے لئے بہت مناسب ہے۔