حسگر جریان

اندازه‌گیری جریان (یا دبی‌سنجی) عبارت است از اندازه‌گیری کمی حرکت توده‌ای سیال. جریان را می‌توان با استفاده از دستگاه‌هایی به نام دبی‌سنج (Flowmeter) به روش‌های گوناگون اندازه‌گیری کرد. انواع رایج دبی‌سنج‌ها با کاربردهای صنعتی در زیر فهرست شده‌اند:
 نوع انسدادی (فشار تفاضلی یا سطح متغیر)
 استنباطی (نوع توربینی)
 الکترومغناطیسی
 دبی‌سنج‌های جابجایی مثبت، که حجم ثابتی از سیال را جمع‌آوری کرده و سپس با شمارش تعداد دفعاتی که این حجم پر می‌شود، جریان را اندازه‌گیری می‌کنند.
 دینامیک سیالات (ریزش گردابه یا Vortex shedding)
 بادسنج (Anemometer)
 دبی‌سنج فراصوتی
 دبی‌سنج جرمی (نیروی کوریولیس)

روش‌های اندازه‌گیری جریان، به جز دبی‌سنج‌های جابجایی مثبت، برای محاسبه غیرمستقیم جریان، به نیروهای تولید شده توسط سیال در حال عبور از یک محدودیت مشخص، اتکا می‌کنند. جریان را می‌توان با اندازه‌گیری سرعت سیال در یک سطح مقطع مشخص اندازه‌گیری کرد. برای جریان‌های بسیار بزرگ، می‌توان از روش‌های ردیاب برای استنتاج نرخ جریان (دبی) از طریق تغییر در غلظت یک ماده رنگی یا رادیوایزوتوپ استفاده کرد.

 انواع و واحدهای اندازه‌گیری 
جریان گاز و مایع هر دو را می‌توان بر حسب کمیت‌های فیزیکی از نوع دبی حجمی یا دبی جرمی اندازه‌گیری کرد که به ترتیب دارای واحدهای SI مانند متر مکعب بر ثانیه یا کیلوگرم بر ثانیه هستند. این اندازه‌گیری‌ها از طریق چگالی ماده با یکدیگر مرتبط هستند. چگالی یک مایع تقریباً مستقل از شرایط است. اما این موضوع در مورد گازها صدق نمی‌کند، زیرا چگالی آن‌ها به شدت به فشار، دما و تا حد کمتری به ترکیب آن بستگی دارد.

هنگامی که گازها یا مایعات برای محتوای انرژی‌شان منتقل می‌شوند، مانند فروش گاز طبیعی، نرخ جریان ممکن است بر حسب جریان انرژی، مانند گیگاژول بر ساعت یا BTU در روز نیز بیان شود. نرخ جریان انرژی برابر است با نرخ جریان حجمی ضربدر محتوای انرژی در واحد حجم، یا نرخ جریان جرمی ضربدر محتوای انرژی در واحد جرم. نرخ جریان انرژی معمولاً با استفاده از یک رایانه جریان (Flow computer) از نرخ جریان جرمی یا حجمی استخراج می‌شود.

در زمینه‌های مهندسی، نرخ جریان حجمی معمولاً با نماد  و نرخ جریان جرمی با نماد  نشان داده می‌شود.

برای سیالی با چگالی ، نرخ جریان جرمی و حجمی را می‌توان با رابطه  به یکدیگر مرتبط کرد.

 گاز 
گازها تراکم‌پذیر هستند و هنگامی که تحت فشار قرار می‌گیرند، گرم یا سرد می‌شوند، حجمشان تغییر می‌کند. حجم معینی از یک گاز تحت یک مجموعه شرایط فشار و دما با همان گاز تحت شرایط متفاوت، معادل نیست. به نرخ جریان «واقعی» (actual) از طریق یک دبی‌سنج و نرخ جریان «استاندارد» (standard) یا «پایه» (base) از طریق دبی‌سنج با واحدهایی مانند acm/h (متر مکعب واقعی در ساعت)، sm3/sec (متر مکعب استاندارد بر ثانیه)، kscm/h (هزار متر مکعب استاندارد در ساعت)، LFM (فوت خطی در دقیقه)، یا MMSCFD (میلیون فوت مکعب استاندارد در روز) ارجاع داده می‌شود.

نرخ جریان جرمی گاز را می‌توان به‌طور مستقیم و مستقل از اثرات فشار و دما، با دبی‌سنج‌های فراصوتی، دبی‌سنج‌های جرمی حرارتی، دبی‌سنج‌های جرمی کوریولیس، یا کنترل‌کننده جریان جرمی اندازه‌گیری کرد.

 مایع 
برای مایعات، بسته به کاربرد و صنعت، از واحدهای مختلفی استفاده می‌شود که می‌تواند شامل گالن (آمریکایی یا امپریال) در دقیقه، لیتر بر ثانیه، لیتر بر متر مربع در ساعت، بوشل در دقیقه یا در توصیف جریان رودخانه‌ها، کومک (متر مکعب بر ثانیه) یا ایکر-فوت در روز باشد. در اقیانوس‌نگاری، یک واحد رایج برای اندازه‌گیری انتقال حجم (مثلاً حجم آب منتقل شده توسط یک جریان)، اسوردروپ (Sv) است که معادل 106 m3/s می‌باشد.

 عنصر جریان اولیه 
عنصر جریان اولیه (Primary flow element) دستگاهی است که در سیال در حال جریان قرار داده می‌شود و یک ویژگی فیزیکی تولید می‌کند که می‌تواند به‌طور دقیق با جریان مرتبط شود. به عنوان مثال، یک اوریفیس پلیت افت فشاری ایجاد می‌کند که تابعی از توان دوم نرخ حجمی جریان عبوری از اوریفیس است. یک عنصر جریان اولیه در دبی‌سنج گردابه‌ای (vortex meter)، مجموعه‌ای از نوسانات فشار تولید می‌کند. به‌طور کلی، اندازه‌گیری ویژگی فیزیکی تولید شده توسط عنصر جریان اولیه، راحت‌تر از اندازه‌گیری خود جریان است. ویژگی‌های عنصر جریان اولیه و تطابق نصب عملی با فرضیات در نظر گرفته شده در کالیبراسیون، عوامل حیاتی در دقت اندازه‌گیری جریان هستند.Béla G. Lipták, Flow Measurement, CRC Press, 1993
 page 88

 دبی‌سنج‌های مکانیکی 
یک دبی‌سنج جابجایی مثبت را می‌توان با یک سطل و یک زمان‌سنج مقایسه کرد. زمان‌سنج با شروع جریان روشن شده و هنگامی که سطل به حد خود می‌رسد، متوقف می‌شود. حجم تقسیم بر زمان، نرخ جریان را به دست می‌دهد. برای اندازه‌گیری‌های پیوسته، ما به سیستمی از پر و خالی شدن مداوم سطل‌ها نیاز داریم تا جریان را بدون خروج آن از لوله تقسیم کنیم. این جابجایی‌های حجمی که به‌طور مداوم شکل می‌گیرند و از بین می‌روند، ممکن است به شکل پیستون‌های رفت و برگشتی در سیلندرها، دندانه‌های چرخ‌دنده که با دیواره داخلی یک دبی‌سنج درگیر می‌شوند، یا از طریق یک حفره پیش‌رونده که توسط چرخ‌دنده‌های بیضوی چرخان یا یک پیچ مارپیچ ایجاد می‌شود، باشند.

 دبی‌سنج پیستونی/پیستون دوار 
از آنجایی که برای اندازه‌گیری آب خانگی استفاده می‌شوند، دبی‌سنج‌های پیستونی، که به عنوان پیستون دوار یا دبی‌سنج‌های نیمه-جابجایی-مثبت نیز شناخته می‌شوند، رایج‌ترین دستگاه‌های اندازه‌گیری جریان در بریتانیا هستند و تقریباً برای تمام اندازه‌های کنتور تا ۴۰ میلی‌متر ( اینچ) و شامل آن استفاده می‌شوند. دبی‌سنج پیستونی بر اساس اصل چرخش یک پیستون در داخل یک محفظه با حجم مشخص عمل می‌کند. به ازای هر چرخش، مقداری آب از محفظه پیستون عبور می‌کند. از طریق یک مکانیزم چرخ‌دنده و گاهی اوقات یک درایو مغناطیسی، یک صفحه نمایش عقربه‌ای و یک نمایشگر از نوع کیلومترشمار به جلو حرکت می‌کند.

 دبی‌سنج چرخ‌دنده بیضوی 
بندانگشتی| یک دبی‌سنج جابجایی مثبت از نوع چرخ‌دنده بیضوی. سیال، چرخ‌دنده‌های درگیر را مجبور به چرخش می‌کند؛ هر چرخش معادل حجم ثابتی از سیال است. شمارش دورها حجم کل را مشخص می‌کند و نرخ آن متناسب با جریان است.
یک دبی‌سنج چرخ‌دنده بیضوی یک دبی‌سنج جابجایی مثبت است که از دو یا چند چرخ‌دنده کشیده (oblong) استفاده می‌کند که به گونه‌ای پیکربندی شده‌اند که با زاویه قائمه نسبت به یکدیگر بچرخند و شکلی شبیه به T ایجاد کنند. چنین دبی‌سنجی دو طرف دارد که می‌توان آن‌ها را A و B نامید. هیچ سیالی از مرکز دبی‌سنج، جایی که دندانه‌های دو چرخ‌دنده همیشه درگیر هستند، عبور نمی‌کند. در یک طرف دبی‌سنج (A)، دندانه‌های چرخ‌دنده‌ها مسیر جریان سیال را می‌بندند زیرا چرخ‌دنده کشیده در سمت A به داخل محفظه اندازه‌گیری بیرون زده است، در حالی که در طرف دیگر دبی‌سنج (B)، یک حفره حجم ثابتی از سیال را در یک محفظه اندازه‌گیری نگه می‌دارد. هنگامی که سیال چرخ‌دنده‌ها را هل می‌دهد، آن‌ها را می‌چرخاند و به سیال موجود در محفظه اندازه‌گیری سمت B اجازه می‌دهد تا به درگاه خروجی رها شود. در همین حال، سیالی که وارد درگاه ورودی می‌شود به داخل محفظه اندازه‌گیری سمت A که اکنون باز است، رانده می‌شود. دندانه‌های سمت B اکنون مسیر ورود سیال به سمت B را می‌بندند. این چرخه با چرخش چرخ‌دنده‌ها و اندازه‌گیری سیال از طریق محفظه‌های اندازه‌گیری متناوب ادامه می‌یابد. آهنرباهای دائمی در چرخ‌دنده‌های چرخان می‌توانند سیگنالی را برای اندازه‌گیری جریان به یک سوئیچ رید الکتریکی یا مبدل جریان منتقل کنند. اگرچه ادعاهایی مبنی بر عملکرد بالا برای این نوع دبی‌سنج‌ها وجود دارد، اما آن‌ها عموماً به اندازه طراحی پره لغزشی (sliding vane) دقیق نیستند.

 دبی‌سنج چرخ‌دنده 
دبی‌سنج‌های چرخ‌دنده با دبی‌سنج‌های چرخ‌دنده بیضوی تفاوت دارند از این جهت که محفظه‌های اندازه‌گیری از فضای بین دندانه‌های چرخ‌دنده‌ها ساخته می‌شوند. این حفره‌ها جریان سیال را تقسیم می‌کنند و با چرخش چرخ‌دنده‌ها و دور شدن از درگاه ورودی، دیواره داخلی دبی‌سنج محفظه را می‌بندد تا مقدار ثابتی از سیال را نگه دارد. درگاه خروجی در ناحیه‌ای قرار دارد که چرخ‌دنده‌ها دوباره به هم نزدیک می‌شوند. سیال با درگیر شدن دندانه‌های چرخ‌دنده و کاهش حجم حفره‌های موجود به نزدیک صفر، به بیرون از دبی‌سنج رانده می‌شود.

 چرخ‌دنده مارپیچ 
دبی‌سنج‌های چرخ‌دنده مارپیچ (Helical gear) نام خود را از شکل چرخ‌دنده‌ها یا روتورهایشان می‌گیرند. این روتورها به شکل یک مارپیچ (helix) شباهت دارند که ساختاری با شکل حلزونی (spiral) است. هنگامی که سیال از درون دبی‌سنج عبور می‌کند، وارد محفظه‌های موجود در روتورها شده و باعث چرخش آن‌ها می‌شود. طول روتور به اندازه‌ای است که ورودی و خروجی همیشه از یکدیگر جدا می‌مانند و بدین ترتیب از جریان آزاد مایع جلوگیری می‌شود. روتورهای مارپیچ درگیر، یک حفره پیش‌رونده (progressive cavity) ایجاد می‌کنند که برای پذیرش سیال باز شده، خود را آب‌بندی کرده و سپس به سمت پایین‌دست باز می‌شود تا سیال را رها کند. این فرایند به‌طور پیوسته رخ می‌دهد و دبی از روی سرعت چرخش محاسبه می‌شود.

 دبی‌سنج دیسک لرزان 
این رایج‌ترین سیستم اندازه‌گیری برای سنجش آب مصرفی در خانه‌ها است. سیال، که معمولاً آب است، از یک طرف دبی‌سنج وارد شده و به دیسک لرزان (nutating) که به صورت خارج از مرکز نصب شده است، برخورد می‌کند. سپس دیسک باید حول محور عمودی «لرزش» یا حرکت تقدیمی (nutate) داشته باشد، زیرا بالا و پایین دیسک با محفظه نصب در تماس باقی می‌مانند. یک صفحه جداکننده، محفظه‌های ورودی و خروجی را از هم جدا می‌کند. با لرزش دیسک، این حرکت نشان‌دهنده مستقیم حجم مایع عبوری از دبی‌سنج است، چرا که جریان حجمی توسط یک مجموعه چرخ‌دنده و شمارنده که به دیسک متصل است، نمایش داده می‌شود. این سیستم برای اندازه‌گیری جریان با دقت در محدوده ۱ درصد قابل اعتماد است.

 دبی‌سنج توربینی 
دبی‌سنج توربینی (که بهتر است به عنوان توربین محوری توصیف شود) عمل مکانیکی چرخش توربین در جریان مایع حول یک محور را به یک نرخ جریان قابل خواندن برای کاربر (مانند gpm, lpm و غیره) تبدیل می‌کند. توربین به گونه‌ای است که تمام جریان از اطراف آن عبور می‌کند.

چرخ توربین در مسیر جریان سیال قرار می‌گیرد. سیال در حال جریان به پره‌های توربین برخورد کرده، نیرویی به سطح پره وارد می‌کند و روتور را به حرکت درمی‌آورد. هنگامی که سرعت چرخش به حالت پایدار می‌رسد، این سرعت با سرعت سیال متناسب است.

دبی‌سنج‌های توربینی برای اندازه‌گیری جریان گاز طبیعی و مایعات استفاده می‌شوند. دقت دبی‌سنج‌های توربینی در نرخ‌های جریان پایین، کمتر از دبی‌سنج‌های جابجایی و جتی است، اما عنصر اندازه‌گیری تمام مسیر جریان را اشغال یا به شدت محدود نمی‌کند. جهت جریان عموماً مستقیم و از درون دبی‌سنج است که امکان نرخ‌های جریان بالاتر و افت فشار کمتر را نسبت به دبی‌سنج‌های نوع جابجایی فراهم می‌کند. این دبی‌سنج‌ها انتخاب ارجح برای کاربران تجاری بزرگ، سیستم‌های حفاظت در برابر آتش، و به عنوان دبی‌سنج‌های اصلی (master meters) در سامانه توزیع آب هستند. معمولاً لازم است که صافی‌ها (Strainers) در جلوی دبی‌سنج نصب شوند تا از عنصر اندازه‌گیری در برابر شن یا سایر زباله‌هایی که ممکن است وارد سیستم توزیع آب شوند، محافظت کنند. دبی‌سنج‌های توربینی عموماً برای لوله‌هایی با اندازه ۴ تا ۳۰ سانتی‌متر (–۱۲ اینچ) یا بزرگتر در دسترس هستند. بدنه دبی‌سنج‌های توربینی معمولاً از فولاد ضدزنگ، برنز، چدن، یا چدن نشکن ساخته می‌شود. عناصر داخلی توربین می‌توانند از پلاستیک یا آلیاژهای فلزی مقاوم در برابر خوردگی باشند. این دبی‌سنج‌ها در شرایط کاری عادی دقیق هستند اما به شدت تحت تأثیر پروفایل جریان و شرایط سیال قرار می‌گیرند.
دبی‌سنج‌های توربینی معمولاً برای سیالات با ویسکوزیته پایین مناسب‌تر هستند، زیرا ذرات درشت می‌توانند به روتور آسیب برسانند. هنگام انتخاب یک دبی‌سنج برای کاربردی که نیازمند عبور ذرات از لوله است، بهتر است از دبی‌سنج‌های بدون قطعات متحرک مانند دبی‌سنج‌های مغناطیسی استفاده شود.

کنتورهای آتش‌نشانی (Fire meters) نوعی تخصصی از دبی‌سنج‌های توربینی هستند که تاییدیه‌های لازم برای نرخ‌های جریان بالایی که در سیستم‌های حفاظت در برابر آتش مورد نیاز است را دارند. این کنتورها اغلب توسط آزمایشگاه‌های آندرрайترز (UL) یا فکتوری میوچوال (FM) یا مراجع مشابه برای استفاده در حفاظت از حریق تأیید شده‌اند. دبی‌سنج‌های توربینی قابل حمل ممکن است به‌طور موقت برای اندازه‌گیری آب مصرفی از یک شیر آتش‌نشانی نصب شوند. این کنتورها برای سبک بودن معمولاً از آلومینیوم ساخته می‌شوند و ظرفیت آن‌ها معمولاً ۷٫۵ سانتی‌متر (۳ اینچ) است. شرکت‌های آب و فاضلاب اغلب استفاده از آن‌ها را برای اندازه‌گیری آب مصرفی در ساخت و ساز، پر کردن استخر، یا جایی که هنوز کنتور دائمی نصب نشده است، الزامی می‌دانند.

 کنتور Woltman 
کنتور Woltman (که توسط راینهارد ولتمن در قرن نوزدهم اختراع شد) شامل یک روتور با پره‌های مارپیچ است که به صورت محوری در مسیر جریان قرار داده شده، بسیار شبیه به یک فن کانالی (ducted fan)؛ می‌توان آن را نوعی دبی‌سنج توربینی در نظر گرفت. این کنتورها معمولاً به عنوان کنتورهای هلیکس (helix meters) شناخته می‌شوند و در اندازه‌های بزرگتر محبوب هستند.

 کنتور تک-جتی 
یک کنتور تک-جتی (single jet meter) از یک پروانه ساده با پره‌های شعاعی تشکیل شده است که یک جت واحد به آن برخورد می‌کند. محبوبیت این کنتورها در اندازه‌های بزرگتر در بریتانیا در حال افزایش است و در EU امری رایج هستند.

 دبی‌سنج چرخ پره‌ای 
alt=دبی‌سنج چرخ پره‌ای سری TK تروفلو|بندانگشتی|مجموعه چرخ پره‌ای با چرخش ناشی از سیال عبوری از لوله، یک قرائت جریان تولید می‌کند. آهنرباهای موجود در پره از کنار سنسور عبور کرده و می‌چرخند. پالس‌های الکتریکی تولید شده متناسب با نرخ جریان هستند.
دبی‌سنج‌های چرخ پره‌ای (Paddle wheel flowmeters) (که به عنوان سنسورهای توربین پلتون نیز شناخته می‌شوند) از سه جزء اصلی تشکیل شده‌اند: سنسور چرخ پره‌ای، اتصال لوله و نمایشگر/کنترل‌کننده. سنسور چرخ پره‌ای شامل یک چرخ/پروانه با چرخش آزاد است که آهنرباهایی در آن تعبیه شده و عمود بر جریان قرار دارد و هنگام قرار گرفتن در محیط جاری، خواهد چرخید. با چرخش آهنرباها در پره‌ها و عبور آن‌ها از کنار سنسور، دبی‌سنج چرخ پره‌ای یک سیگنال فرکانس و ولتاژ تولید می‌کند که متناسب با نرخ جریان است. هرچه جریان سریع‌تر باشد، فرکانس و ولتاژ خروجی بالاتر خواهد بود.

دبی‌سنج چرخ پره‌ای برای قرار گرفتن در یک اتصال لوله، به صورت 'درون‌خطی' (in-line) یا 'الحاقی' (insertion) طراحی شده است. همانند دبی‌سنج‌های توربینی، دبی‌سنج چرخ پره‌ای نیز به حداقل طول لوله مستقیم قبل و بعد از سنسور نیاز دارد.

نمایشگرها و کنترل‌کننده‌های جریان برای دریافت سیگنال از دبی‌سنج چرخ پره‌ای و تبدیل آن به مقادیر نرخ جریان واقعی یا جریان کل استفاده می‌شوند.

 کنتور چند-جتی 
کنتور چند-جتی (multiple jet or multijet meter) یک کنتور از نوع سرعتی است که دارای یک پروانه است که به صورت افقی بر روی یک شفت عمودی می‌چرخد. عنصر پروانه در محفظه‌ای قرار دارد که در آن چندین درگاه ورودی، جریان سیال را به سمت پروانه هدایت کرده و باعث چرخش آن در یک جهت خاص، متناسب با سرعت جریان می‌شوند. این کنتور از نظر مکانیکی بسیار شبیه به کنتور تک-جتی عمل می‌کند، با این تفاوت که درگاه‌ها جریان را به‌طور مساوی از چندین نقطه در اطراف محیط عنصر به سمت پروانه هدایت می‌کنند، نه فقط از یک نقطه؛ این امر سایش ناهمگون بر روی پروانه و شفت آن را به حداقل می‌رساند؛ بنابراین، توصیه می‌شود که این نوع کنتورها به صورت افقی نصب شوند و شمارنده غلتکی آن‌ها رو به آسمان باشد.

 چرخ پلتون 
توربین چرخ پلتون (که بهتر است به عنوان یک توربین شعاعی توصیف شود) عمل مکانیکی چرخش چرخ پلتون در جریان مایع حول یک محور را به یک نرخ جریان قابل خواندن برای کاربر (مانند gpm, lpm و غیره) تبدیل می‌کند. چرخ پلتون به گونه‌ای است که تمام جریان از اطراف آن عبور می‌کند و جریان ورودی توسط یک جت بر روی پره‌ها متمرکز می‌شود. چرخ‌های پلتون اصلی برای تولید الکتریسیته استفاده می‌شدند و شامل یک توربین جریان شعاعی با «کاسه‌های واکنشی» بودند که نه تنها با نیروی آب بر روی سطح خود حرکت می‌کردند، بلکه با استفاده از این تغییر جهت سیال، جریان را در جهت مخالف بازمی‌گرداندند تا راندمان توربین را بیشتر افزایش دهند.

 جریان‌سنج 
بندانگشتی|alt=پروانه مارپیچی متصل به یک محفظه آیرودینامیک که با دست نگه داشته شده است. سیم‌های سربی در سمت راست.|یک جریان‌سنج از نوع پروانه‌ای که برای آزمایش توربین‌های برق‌آبی استفاده می‌شود

جریان عبوری از یک پناستوک بزرگ مانند آنچه در یک نیروگاه برق آبی استفاده می‌شود را می‌توان با میانگین‌گیری سرعت جریان در کل سطح مقطع اندازه‌گیری کرد. جریان‌سنج‌های نوع پروانه‌ای (مشابه جریان‌سنج اِکمن کاملاً مکانیکی، اما اکنون با جمع‌آوری داده‌های الکترونیکی) را می‌توان در سراسر سطح مقطع پناستوک حرکت داد و سرعت‌ها را برای محاسبه کل جریان میانگین‌گیری کرد. این مقدار ممکن است به صدها متر مکعب در ثانیه برسد. جریان باید در طول حرکت جریان‌سنج‌ها ثابت نگه داشته شود. روش‌های آزمایش توربین‌های برق‌آبی در استاندارد ۴۱ IEC آورده شده است. چنین اندازه‌گیری‌های جریانی اغلب هنگام آزمایش راندمان توربین‌های بزرگ از اهمیت تجاری برخوردارند.

 دبی‌سنج‌های مبتنی بر فشار 
چندین نوع دبی‌سنج وجود دارد که بر اصل برنولی تکیه دارند. فشار یا با استفاده از صفحات آرام‌ساز (laminar plates)، یک اوریفیس، یک نازل، یا یک لوله ونتوری برای ایجاد یک انقباض مصنوعی و سپس اندازه‌گیری افت فشار سیالات هنگام عبور از آن انقباض اندازه‌گیری می‌شود، یا با اندازه‌گیری فشارهای استاتیک و سکون برای به دست آوردن فشار دینامیکی.

 ونتوری‌متر 
یک ونتوری‌متر به نوعی جریان را منقبض می‌کند و حسگرهای فشار، فشار تفاضلی را قبل و در داخل انقباض اندازه‌گیری می‌کنند. این روش به‌طور گسترده برای اندازه‌گیری نرخ جریان در انتقال گاز از طریق خطوط لوله استفاده می‌شود و از زمان امپراتوری روم مورد استفاده بوده است. ضریب تخلیه ونتوری‌متر از ۰٫۹۳ تا ۰٫۹۷ متغیر است. اولین ونتوری‌مترهای بزرگ‌مقیاس برای اندازه‌گیری جریان مایعات توسط کلمنس هرشل توسعه یافتند، که از اواخر قرن نوزدهم از آن‌ها برای اندازه‌گیری جریان‌های کوچک و بزرگ آب و فاضلاب استفاده می‌کرد.Herschel, Clemens. (1898). Measuring Water. Providence, Rhode Island: Builders Iron Foundry.

 صفحه اوریفیس 
یک اوریفیس پلیت صفحه‌ای با یک سوراخ در آن است که عمود بر جریان قرار می‌گیرد؛ این صفحه جریان را منقبض می‌کند و اندازه‌گیری فشار تفاضلی در دو طرف انقباض، نرخ جریان را به دست می‌دهد. این اساساً یک شکل خام از ونتوری‌متر است، اما با اتلاف انرژی بالاتر. سه نوع اوریفیس وجود دارد: هم‌مرکز، خارج از مرکز و قطعه‌ای.Lipták, Flow Measurement, p. 85

 لوله دال 
لوله دال (Dall tube) یک نسخه کوتاه‌شده از ونتوری‌متر است که افت فشار کمتری نسبت به صفحه اوریفیس دارد. همانند این دبی‌سنج‌ها، نرخ جریان در یک لوله دال با اندازه‌گیری افت فشار ناشی از محدودیت در مجرا تعیین می‌شود. فشار تفاضلی معمولاً با استفاده از مبدل‌های فشار دیافراگمی با قرائت دیجیتال اندازه‌گیری می‌شود. از آنجا که این دبی‌سنج‌ها افت فشار دائمی به‌طور قابل توجهی کمتری نسبت به اوریفیس‌مترها دارند، لوله‌های دال به‌طور گسترده برای اندازه‌گیری نرخ جریان در لوله‌کشی‌های بزرگ استفاده می‌شوند. فشار تفاضلی تولید شده توسط یک لوله دال از لوله ونتوری و نازل، در صورتی که همه آن‌ها قطر گلویی یکسانی داشته باشند، بالاتر است. این لوله توسط هوراس دال اختراع شد.

 لوله پیتوت 

یک لوله پیتوت برای اندازه‌گیری سرعت جریان سیال استفاده می‌شود. لوله به سمت جریان جهت داده می‌شود و تفاوت بین فشار سکون در نوک پروب و فشار استاتیک در کنار آن اندازه‌گیری می‌شود، که فشار دینامیکی را به دست می‌دهد و از آن سرعت سیال با استفاده از معادله برنولی محاسبه می‌شود. نرخ جریان حجمی را می‌توان با اندازه‌گیری سرعت در نقاط مختلف جریان و ایجاد پروفایل سرعت تعیین کرد.

 لوله پیتوت میانگین‌گیر 

لوله‌های پیتوت میانگین‌گیر (که پروب‌های ضربه‌ای نیز نامیده می‌شوند) نظریه لوله پیتوت را به بیش از یک بعد گسترش می‌دهند. یک لوله پیتوت میانگین‌گیر معمولی شامل سه یا چند سوراخ (بسته به نوع پروب) بر روی نوک اندازه‌گیری است که در یک الگوی خاص چیده شده‌اند. سوراخ‌های بیشتر به ابزار اجازه می‌دهند تا علاوه بر اندازه، جهت سرعت جریان را نیز (پس از کالیبراسیون مناسب) اندازه‌گیری کند. سه سوراخ که در یک خط چیده شده‌اند به پروب‌های فشار اجازه می‌دهند تا بردار سرعت را در دو بعد اندازه‌گیری کنند. افزودن سوراخ‌های بیشتر، به عنوان مثال پنج سوراخ که در یک آرایش «بعلاوه» (+) چیده شده‌اند، امکان اندازه‌گیری بردار سرعت سه‌بعدی را فراهم می‌کند.

 دبی‌سنج‌های مخروطی 
بندانگشتی|دبی‌سنج V-cone به اندازه  با فلنج‌های گلودار جوشی سطح برجسته ANSI 300# () نشان داده شده است
دبی‌سنج‌های مخروطی یک دستگاه اندازه‌گیری فشار تفاضلی جدیدتر هستند که برای اولین بار در سال ۱۹۸۵ توسط شرکت McCrometer در همت، کالیفرنیا عرضه شدند. دبی‌سنج مخروطی یک دبی‌سنج فشار تفاضلی (DP) عمومی و در عین حال مستحکم است که نشان داده شده در برابر اثرات جریان نامتقارن و چرخشی مقاوم است. در حالی که دبی‌سنج‌های مخروطی با همان اصول اساسی دبی‌سنج‌های DP نوع ونتوری و اوریفیس کار می‌کنند، به همان میزان لوله‌کشی مستقیم در بالادست و پایین‌دست نیاز ندارند. مخروط هم به عنوان یک دستگاه بهساز جریان (conditioning device) و هم به عنوان تولیدکننده فشار تفاضلی عمل می‌کند. نیاز به لوله مستقیم در بالادست بین ۰ تا ۵ برابر قطر لوله است، در حالی که این مقدار برای یک صفحه اوریفیس تا ۴۴ برابر قطر و برای یک ونتوری تا ۲۲ برابر قطر است. از آنجا که دبی‌سنج‌های مخروطی عموماً به صورت جوشی ساخته می‌شوند، توصیه می‌شود که همیشه قبل از استفاده کالیبره شوند. اثرات حرارتی جوشکاری به ناچار باعث اعوجاج و سایر اثراتی می‌شود که از جمع‌آوری و انتشار داده‌های جدولی برای ضرایب تخلیه بر اساس اندازه خط، نسبت بتا و اعداد رینولدز عملیاتی جلوگیری می‌کند. دبی‌سنج‌های مخروطی کالیبره شده دارای عدم قطعیت تا ۰٫۵±٪ هستند. دبی‌سنج‌های مخروطی کالیبره نشده دارای عدم قطعیت ۵٫۰±٪ هستند.

 دبی‌سنج‌های مقاومت خطی 
دبی‌سنج‌های مقاومت خطی، که دبی‌سنج‌های جریان آرام نیز نامیده می‌شوند، جریان‌های بسیار کم را اندازه‌گیری می‌کنند که در آن‌ها فشار تفاضلی اندازه‌گیری شده به‌طور خطی با جریان و ویسکوزیته سیال متناسب است. چنین جریانی، جریان درگ ویسکوز یا جریان آرام نامیده می‌شود، در مقابل جریان آشفته‌ای که توسط صفحات اوریفیس، ونتوری‌ها و سایر دبی‌سنج‌های ذکر شده در این بخش اندازه‌گیری می‌شود، و با اعداد رینولدز زیر ۲۰۰۰ مشخص می‌شود. عنصر جریان اصلی ممکن است شامل یک لوله مویین بلند، یک دسته از این لوله‌ها، یا یک پلاگ متخلخل بلند باشد؛ چنین جریان‌های کمی، اختلاف فشار کوچکی ایجاد می‌کنند اما عناصر جریان طولانی‌تر، اختلاف فشارهای بالاتر و قابل اندازه‌گیری‌تری ایجاد می‌کنند. این دبی‌سنج‌ها به ویژه به تغییرات دمایی که بر ویسکوزیته سیال و قطر عنصر جریان تأثیر می‌گذارند، حساس هستند، همان‌طور که در معادله هاگن–پوازوی حاکم بر آن دیده می‌شود.

 دبی‌سنج‌های سطح متغیر 
بندانگشتی|روتامیتر Techfluid-CG34-2500

یک «دبی‌سنج سطح متغیر» جریان سیال را با اجازه دادن به تغییر مساحت مقطع عرضی دستگاه در پاسخ به جریان، اندازه‌گیری می‌کند که باعث ایجاد یک اثر قابل اندازه‌گیری می‌شود که نرخ جریان را نشان می‌دهد.
یک روتامیتر نمونه‌ای از دبی‌سنج سطح متغیر است که در آن یک «شناور» وزن‌دار با افزایش نرخ جریان، در یک لوله مخروطی بالا می‌رود؛ شناور زمانی از بالا رفتن بازمی‌ایستد که سطح بین شناور و لوله به اندازه‌ای بزرگ شود که وزن شناور با نیروی پسا (درگ) ناشی از جریان سیال متعادل شود. نوعی از روتامیتر که برای گازهای پزشکی استفاده می‌شود، دبی‌سنج لوله ثورپ است. شناورها در اشکال مختلفی ساخته می‌شوند که کره‌ها و بیضی‌های کروی رایج‌ترین آن‌ها هستند. برخی از آن‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به‌طور قابل مشاهده در جریان سیال بچرخند تا به کاربر در تشخیص اینکه آیا شناور گیر کرده است یا نه، کمک کنند. روتامیترها برای طیف وسیعی از مایعات در دسترس هستند اما معمولاً با آب یا هوا استفاده می‌شوند. آن‌ها را می‌توان برای اندازه‌گیری قابل اعتماد جریان با دقت تا ۱٪ ساخت.

نوع دیگر، یک اوریفیس سطح متغیر است که در آن یک پلانجر مخروطی فنردار توسط جریان عبوری از یک اوریفیس منحرف می‌شود. این جابجایی را می‌توان به نرخ جریان مرتبط دانست.Stefaan J.R.Simons, Concepts of Chemical Engineering 4 Chemists Royal Society of Chemistry,(2007) , page 75

 دبی‌سنج‌های نوری 
دبی‌سنج‌های نوری از نور برای تعیین نرخ جریان استفاده می‌کنند. ذرات کوچکی که گازهای طبیعی و صنعتی را همراهی می‌کنند، از دو پرتو لیزر که در فاصله کوتاهی از یکدیگر در مسیر جریان در یک لوله توسط اپتیک روشنایی متمرکز شده‌اند، عبور می‌کنند. هنگامی که یک ذره از پرتو اول عبور می‌کند، نور لیزر پراکنده می‌شود. اپتیک آشکارساز، نور پراکنده شده را بر روی یک آشکارساز نوری (photodetector) جمع‌آوری می‌کند که سپس یک سیگنال پالس تولید می‌کند. هنگامی که همان ذره از پرتو دوم عبور می‌کند، اپتیک آشکارساز نور پراکنده شده را بر روی آشکارساز نوری دوم جمع‌آوری می‌کند که نور ورودی را به پالس الکتریکی دوم تبدیل می‌کند. با اندازه‌گیری بازه زمانی بین این پالس‌ها، سرعت گاز به صورت  محاسبه می‌شود که در آن  فاصله بین پرتوهای لیزر و  بازه زمانی است.

دبی‌سنج‌های نوری مبتنی بر لیزر، سرعت واقعی ذرات را اندازه‌گیری می‌کنند، خاصیتی که به هدایت حرارتی گازها، تغییرات در جریان گاز یا ترکیب گازها وابسته نیست. این اصل عملکرد، فناوری لیزر نوری را قادر می‌سازد تا داده‌های جریان بسیار دقیقی را حتی در محیط‌های چالش‌برانگیز که ممکن است شامل دمای بالا، نرخ جریان پایین، فشار بالا، رطوبت بالا، لرزش لوله و نویز صوتی باشد، ارائه دهد.

دبی‌سنج‌های نوری بدون قطعات متحرک بسیار پایدار هستند و اندازه‌گیری بسیار تکرارپذیری را در طول عمر محصول ارائه می‌دهند. از آنجا که فاصله بین دو صفحه لیزری تغییر نمی‌کند، دبی‌سنج‌های نوری پس از راه‌اندازی اولیه خود نیازی به کالیبراسیون دوره‌ای ندارند. دبی‌سنج‌های نوری تنها به یک نقطه نصب نیاز دارند، به جای دو نقطه نصب که معمولاً برای انواع دیگر دبی‌سنج‌ها لازم است. یک نقطه نصب ساده‌تر است، نیاز به نگهداری کمتری دارد و کمتر مستعد خطا است.

دبی‌سنج‌های نوری موجود در بازار قادر به اندازه‌گیری جریان از ۰٫۱ متر بر ثانیه تا سریع‌تر از ۱۰۰ متر بر ثانیه (نسبت turndown ۱۰۰۰:۱) هستند و کارایی آن‌ها برای اندازه‌گیری گازهای مشعل (فلر) از چاه‌های نفت و پالایشگاه‌ها، که یکی از عوامل آلودگی جوی است، به اثبات رسیده است.

 اندازه‌گیری جریان در کانال باز 
جریان کانال باز مواردی را توصیف می‌کند که در آن مایع جاری دارای یک سطح بالایی باز به هوا است؛ مقطع عرضی جریان تنها توسط شکل کانال در سمت پایین تعیین می‌شود و بسته به عمق مایع در کانال متغیر است. تکنیک‌های مناسب برای یک مقطع عرضی ثابت جریان در یک لوله، در کانال‌های باز مفید نیستند. اندازه‌گیری جریان در آبراه‌ها یک کاربرد مهم جریان کانال باز است؛ چنین تأسیساتی به عنوان آب‌سنج شناخته می‌شوند.

 تبدیل سطح به جریان 
سطح آب در یک نقطه مشخص در پشت سرریز یا در یک فلوم با استفاده از دستگاه‌های ثانویه مختلف (حباب‌سازها، اولتراسونیک، شناور، و فشار تفاضلی روش‌های رایجی هستند) اندازه‌گیری می‌شود. این عمق بر اساس یک فرمول نظری به شکل  به نرخ جریان تبدیل می‌شود که در آن  نرخ جریان،  یک ثابت،  سطح آب، و  یک توان است که با دستگاه مورد استفاده تغییر می‌کند؛ یا بر اساس نقاط داده سطح/جریان به دست آمده به صورت تجربی ("منحنی جریان") تبدیل می‌شود. سپس نرخ جریان می‌تواند در طول زمان به جریان حجمی انتگرال‌گیری شود. دستگاه‌های تبدیل سطح به جریان معمولاً برای اندازه‌گیری جریان آب‌های سطحی (چشمه‌ها، نهرها و رودخانه‌ها)، پساب‌های صنعتی و فاضلاب استفاده می‌شوند. از این میان، سرریزها در جریان‌هایی با جامدات کم (معمولاً آب‌های سطحی) استفاده می‌شوند، در حالی که فلوم‌ها در جریان‌هایی با محتوای جامدات کم یا زیاد به کار می‌روند.

 مساحت/سرعت 
مساحت مقطع عرضی جریان از اندازه‌گیری عمق محاسبه می‌شود و سرعت متوسط جریان به‌طور مستقیم اندازه‌گیری می‌شود (روش‌های داپلر و پروانه‌ای رایج هستند). سرعت ضربدر مساحت مقطع عرضی، نرخ جریانی را به دست می‌دهد که می‌تواند به جریان حجمی انتگرال‌گیری شود. دو نوع دبی‌سنج مساحت-سرعت وجود دارد: (۱) خیس (wetted)؛ و (۲) غیر تماسی. سنسورهای مساحت-سرعت خیس معمولاً باید در کف یک کانال یا رودخانه نصب شوند و از داپلر برای اندازه‌گیری سرعت ذرات معلق استفاده می‌کنند. با داشتن عمق و یک مقطع عرضی برنامه‌ریزی شده، این روش می‌تواند اندازه‌گیری جریان تخلیه را فراهم کند. دستگاه‌های غیر تماسی که از لیزر یا رادار استفاده می‌کنند، در بالای کانال نصب می‌شوند و سرعت را از بالا اندازه‌گیری می‌کنند و سپس از اولتراسوند برای اندازه‌گیری عمق آب از بالا استفاده می‌کنند. دستگاه‌های راداری فقط می‌توانند سرعت‌های سطحی را اندازه‌گیری کنند، در حالی که دستگاه‌های مبتنی بر لیزر می‌توانند سرعت‌های زیرسطحی را اندازه‌گیری کنند.

 آزمایش رنگ 
مقدار مشخصی از رنگ (یا نمک) در واحد زمان به یک جریان اضافه می‌شود. پس از اختلاط کامل، غلظت اندازه‌گیری می‌شود. نرخ رقیق‌سازی برابر با نرخ جریان است.

 سرعت‌سنجی داپلر صوتی 
سرعت‌سنجی داپلر صوتی (ADV) برای ثبت مؤلفه‌های سرعت لحظه‌ای در یک نقطه واحد با فرکانس نسبتاً بالا طراحی شده است. اندازه‌گیری‌ها با اندازه‌گیری سرعت ذرات در یک حجم نمونه‌برداری از راه دور بر اساس اثر شیفت داپلر انجام می‌شود.

 دبی‌سنج‌های جرمی حرارتی 
بندانگشتی|راست|اختلاف دما بین سنسورها بسته به جریان جرمی تغییر می‌کند.
دبی‌سنج‌های جرمی حرارتی به‌طور کلی از ترکیبی از عناصر گرم‌شونده و سنسورهای دما برای اندازه‌گیری تفاوت بین انتقال حرارت ایستا و در حال جریان به یک سیال استفاده می‌کنند و با دانستن گرمای ویژه و چگالی سیال، جریان آن را استنباط می‌کنند. دمای سیال نیز اندازه‌گیری و جبران می‌شود. اگر مشخصات چگالی و گرمای ویژه سیال ثابت باشد، دبی‌سنج می‌تواند یک قرائت مستقیم جریان جرمی ارائه دهد و در محدوده مشخص شده خود به هیچ جبران‌سازی فشار-دمای اضافی نیاز ندارد.

پیشرفت فناوری امکان ساخت دبی‌سنج‌های جرمی حرارتی را در مقیاس میکروسکوپی به عنوان سنسورهای MEMS  فراهم کرده است؛ این دستگاه‌های جریان می‌توانند برای اندازه‌گیری نرخ جریان در محدوده نانولیتر یا میکرولیتر در دقیقه استفاده شوند.

فناوری دبی‌سنج جرمی حرارتی (که دبی‌سنج پراکندگی حرارتی یا جابجایی حرارتی نیز نامیده می‌شود) برای هوای فشرده، نیتروژن، هلیوم، آرگون، اکسیژن و گاز طبیعی استفاده می‌شود. در واقع، اکثر گازها را می‌توان تا زمانی که نسبتاً تمیز و غیرخورنده باشند، اندازه‌گیری کرد. برای گازهای تهاجمی‌تر، دبی‌سنج ممکن است از آلیاژهای خاص (مانند هستلوی) ساخته شود و پیش-خشک کردن گاز نیز به به حداقل رساندن خوردگی کمک می‌کند.

امروزه، دبی‌سنج‌های جرمی حرارتی برای اندازه‌گیری جریان گازها در طیف رو به رشدی از کاربردها، مانند واکنش‌های شیمیایی یا کاربردهای انتقال حرارت که برای سایر فناوری‌های دبی‌سنجی دشوار هستند، استفاده می‌شوند. برخی دیگر از کاربردهای معمول سنسورهای جریان را می‌توان در زمینه پزشکی یافت، برای مثال، دستگاه‌های CPAP، تجهیزات بیهوشی یا دستگاه‌های تنفسی. این به این دلیل است که دبی‌سنج‌های جرمی حرارتی تغییرات در یک یا چند مشخصه حرارتی (دما، هدایت حرارتی، و/یا گرمای ویژه) رسانه‌های گازی را برای تعریف نرخ جریان جرمی پایش می‌کنند.

 سنسور MAF 
در بسیاری از خودروهای مدل جدید، از یک سنسور جریان هوای جرمی (MAF) برای تعیین دقیق نرخ جریان جرمی هوای ورودی مورد استفاده در موتور احتراق داخلی استفاده می‌شود. بسیاری از این سنسورهای جریان جرمی از یک عنصر گرم‌شونده و یک سنسور دمای پایین‌دست برای نشان دادن نرخ جریان هوا استفاده می‌کنند. سنسورهای دیگر از یک پره فنردار استفاده می‌کنند. در هر دو حالت، واحد کنترل الکترونیکی خودرو سیگنال‌های سنسور را به عنوان نشانه‌ای آنی از نیاز سوخت موتور تفسیر می‌کند.

 دبی‌سنج‌های ورتکس 
روش دیگر اندازه‌گیری جریان شامل قرار دادن یک جسم مانع (که میله جداکننده یا shedder bar نامیده می‌شود) در مسیر سیال است. با عبور سیال از این میله، آشفتگی‌هایی در جریان به نام گردابه‌ها (vortices) ایجاد می‌شود. گردابه‌ها به‌طور متناوب از هر طرف جسم مانع، در پشت آن شکل می‌گیرند. این رد گردابه به افتخار توصیف ریاضی این پدیده توسط فون کارمان در سال ۱۹۱۲، رد گردابه فون کارمان نامیده می‌شود. فرکانسی که این گردابه‌ها در آن طرفین را به‌طور متناوب تغییر می‌دهند، اساساً با نرخ جریان سیال متناسب است. در داخل، بالای، یا پایین‌دست میله جداکننده، یک سنسور برای اندازه‌گیری فرکانس جدا شدن گردابه‌ها وجود دارد. این سنسور اغلب یک کریستال پیزوالکتریک است که هر بار که یک گردابه ایجاد می‌شود، یک پالس ولتاژ کوچک اما قابل اندازه‌گیری تولید می‌کند. از آنجایی که فرکانس چنین پالس ولتاژی نیز با سرعت سیال متناسب است، نرخ جریان حجمی با استفاده از مساحت مقطع عرضی دبی‌سنج محاسبه می‌شود. فرکانس اندازه‌گیری شده و نرخ جریان توسط بخش الکترونیکی دبی‌سنج با استفاده از معادله  محاسبه می‌شود.
که در آن  فرکانس گردابه‌ها،  طول مشخصه جسم مانع،  سرعت جریان بر روی جسم مانع، و  عدد استروهال است که اساساً برای یک شکل بدنه معین در محدوده عملکرد آن یک ثابت است.

 اندازه‌گیری جریان سونار 
بندانگشتی|دبی‌سنج سونار روی خط لوله گاز
دبی‌سنج‌های سونار دستگاه‌های غیرتهاجمی گیره‌ای (clamp-on) هستند که جریان را در لوله‌هایی که دوغاب‌ها (slurries)، سیالات خورنده، سیالات چندفازی و جریان‌هایی را که در آن‌ها استفاده از دبی‌سنج‌های نوع داخلی (insertion) مطلوب نیست، اندازه‌گیری می‌کنند. دبی‌سنج‌های سونار به‌طور گسترده در صنایع معدن، فرآوری فلزات، و صنایع نفت و گاز بالادستی به کار گرفته شده‌اند، جایی که فناوری‌های سنتی به دلیل تحملشان در برابر رژیم‌های مختلف جریان و نسبت‌های turndown (نسبت حداکثر به حداقل جریان قابل اندازه‌گیری) محدودیت‌های خاصی دارند.

دبی‌سنج‌های سونار قابلیت اندازه‌گیری سرعت مایعات یا گازها را به صورت غیرتهاجمی در داخل لوله دارند و سپس با استفاده از مساحت مقطع عرضی لوله و فشار و دمای خط، این اندازه‌گیری سرعت را به نرخ جریان تبدیل می‌کنند. اصل پشت این اندازه‌گیری جریان، استفاده از آکوستیک زیر آب است.

در آکوستیک زیر آب، برای مکان‌یابی یک جسم در زیر آب، سونار از دو پارامتر معلوم استفاده می‌کند:
 سرعت انتشار صوت در آرایه (یعنی سرعت صوت در آب دریا)
 فاصله بین سنسورها در آرایه سنسور

و سپس مجهول را محاسبه می‌کند:
 مکان (یا زاویه) جسم.

به همین ترتیب، اندازه‌گیری جریان سونار از همان تکنیک‌ها و الگوریتم‌های به کار رفته در آکوستیک زیر آب استفاده می‌کند، اما آن‌ها را برای اندازه‌گیری جریان چاه‌های نفت و گاز و خطوط لوله به کار می‌برد.

برای اندازه‌گیری سرعت جریان، دبی‌سنج‌های سونار از دو پارامتر معلوم استفاده می‌کنند:
 مکان (یا زاویه) جسم، که ۰ درجه است زیرا جریان در امتداد لوله حرکت می‌کند که با آرایه سنسور هم‌راستاست.
 فاصله بین سنسورها در آرایه سنسور

و سپس مجهول را محاسبه می‌کند:
 سرعت انتشار در آرایه (یعنی سرعت جریان محیط در لوله).

 دبی‌سنج‌های الکترومغناطیسی، اولتراسونیک و کوریولیس 
بندانگشتی|یک دبی‌سنج مغناطیسی در کارخانه آبجوسازی تتلی در لیدز، یورک‌شر غربی

نوآوری‌های مدرن در اندازه‌گیری نرخ جریان شامل دستگاه‌های الکترونیکی است که می‌توانند شرایط متغیر فشار و دما (یعنی چگالی)، غیرخطی بودن‌ها و مشخصات سیال را تصحیح کنند.

 دبی‌سنج‌های مغناطیسی 
دبی‌سنج‌های مغناطیسی، که اغلب «مگ‌متر» یا «الکترومگ» نامیده می‌شوند، از یک میدان مغناطیسی اعمال‌شده به لوله اندازه‌گیری استفاده می‌کنند که منجر به یک اختلاف پتانسیل متناسب با سرعت جریان عمود بر خطوط شار می‌شود. اختلاف پتانسیل توسط الکترودهایی که عمود بر جریان و میدان مغناطیسی اعمال‌شده قرار گرفته‌اند، حس می‌شود. اصل فیزیکی در اینجا قانون فارادی در القای الکترومغناطیسی است. دبی‌سنج مغناطیسی به یک سیال رسانا و یک آستر لوله نارسانا نیاز دارد. الکترودها نباید در تماس با سیال فرایند دچار خوردگی شوند؛ برخی از دبی‌سنج‌های مغناطیسی دارای مبدل‌های کمکی برای تمیز کردن الکترودها در محل هستند. میدان مغناطیسی اعمال‌شده به صورت پالسی است که به دبی‌سنج اجازه می‌دهد تا اثر ولتاژ سرگردان در سیستم لوله‌کشی را خنثی کند.

 دبی‌سنج‌های الکترومغناطیسی غیر تماسی 
یک سیستم سرعت‌سنجی نیروی لورنتس، دبی‌سنج نیروی لورنتس (LFF) نامیده می‌شود. یک LFF، نیروی لورنتس یکپارچه یا توده‌ای را که از تعامل بین یک فلز مایع در حال حرکت و یک میدان مغناطیسی اعمال‌شده ناشی می‌شود، اندازه‌گیری می‌کند. در این حالت، طول مشخصه میدان مغناطیسی از همان مرتبه ابعاد کانال است. باید توجه داشت که در مواردی که از میدان‌های مغناطیسی موضعی استفاده می‌شود، امکان انجام اندازه‌گیری‌های سرعت محلی وجود دارد و بنابراین از اصطلاح سرعت‌سنج نیروی لورنتس استفاده می‌شود.

 دبی‌سنج‌های اولتراسونیک (داپلر، زمان گذار) 
بندانگشتی|300x300px|نمای شماتیک یک سنسور جریان
دو نوع اصلی دبی‌سنج اولتراسونیک وجود دارد: داپلر و زمان گذار. در حالی که هر دو از فراصوت برای انجام اندازه‌گیری استفاده می‌کنند و می‌توانند غیرتهاجمی باشند (اندازه‌گیری جریان از خارج لوله یا مخزن، که دستگاه گیره‌ای یا clamp-on نیز نامیده می‌شود)، آن‌ها جریان را با روش‌های بسیار متفاوتی اندازه‌گیری می‌کنند.

دبی‌سنج‌های اولتراسونیک زمان گذار (transit time) اختلاف زمان گذار پالس‌های اولتراسونیک را که در جهت و خلاف جهت جریان منتشر می‌شوند، اندازه‌گیری می‌کنند. این اختلاف زمان، معیاری برای سرعت متوسط سیال در طول مسیر پرتو اولتراسونیک است. با استفاده از زمان‌های گذار مطلق، هم سرعت متوسط سیال و هم سرعت صوت قابل محاسبه است. با استفاده از دو زمان گذار  و  و فاصله بین مبدل‌های فرستنده و گیرنده  و زاویه تمایل  می‌توان معادلات زیر را نوشت:

و

که در آن  سرعت متوسط سیال در طول مسیر صوت و  سرعت صوت است.

با تابش پرتو عریض، فراصوت زمان گذار همچنین می‌تواند برای اندازه‌گیری جریان حجمی مستقل از مساحت مقطع عرضی مخزن یا لوله استفاده شود.

دبی‌سنج‌های اولتراسونیک داپلر، جابجایی داپلر ناشی از بازتاب یک پرتو اولتراسونیک از ذرات موجود در سیال جاری را اندازه‌گیری می‌کنند. فرکانس پرتو ارسالی تحت تأثیر حرکت ذرات قرار می‌گیرد؛ این تغییر فرکانس می‌تواند برای محاسبه سرعت سیال استفاده شود. برای اینکه اصل داپلر کار کند، باید چگالی کافی از مواد بازتابنده صوتی مانند ذرات جامد یا حباب‌های هوا معلق در سیال وجود داشته باشد. این در تضاد مستقیم با دبی‌سنج اولتراسونیک زمان گذار است، که در آن حباب‌ها و ذرات جامد دقت اندازه‌گیری را کاهش می‌دهند. به دلیل وابستگی به این ذرات، کاربردهای محدودی برای دبی‌سنج‌های داپلر وجود دارد. این فناوری به عنوان سرعت‌سنجی داپلر صوتی نیز شناخته می‌شود.

یکی از مزایای دبی‌سنج‌های اولتراسونیک این است که می‌توانند به‌طور مؤثر نرخ جریان طیف گسترده‌ای از سیالات را اندازه‌گیری کنند، تا زمانی که سرعت صوت در آن سیال مشخص باشد. به عنوان مثال، دبی‌سنج‌های اولتراسونیک برای اندازه‌گیری سیالات متنوعی مانند گاز طبیعی مایع (LNG) و خون استفاده می‌شوند.American Gas Association Report Number 9 همچنین می‌توان سرعت صوت مورد انتظار برای یک سیال معین را محاسبه کرد؛ این مقدار را می‌توان با سرعت صوت اندازه‌گیری شده به صورت تجربی توسط یک دبی‌سنج اولتراسونیک به منظور نظارت بر کیفیت اندازه‌گیری‌های دبی‌سنج مقایسه کرد. افت کیفیت (تغییر در سرعت صوت اندازه‌گیری شده) نشانه‌ای از نیاز به سرویس متر است.

 دبیsنج‌های کوریولیس 
با استفاده از اثر کوریولیس که باعث اعوجاج یک لوله در حال ارتعاش جانبی می‌شود، می‌توان اندازه‌گیری مستقیمی از جریان جرمی را در یک دبی‌سنج کوریولیس به دست آورد. علاوه بر این، اندازه‌گیری مستقیمی از چگالی سیال نیز به دست می‌آید. اندازه‌گیری کوریولیس بدون توجه به نوع گاز یا مایع اندازه‌گیری شده می‌تواند بسیار دقیق باشد؛ همان لوله اندازه‌گیری را می‌توان برای گاز هیدروژن و قیر بدون کالیبراسیون مجدد استفاده کرد.

دبی‌سنج‌های کوریولیس می‌توانند برای اندازه‌گیری جریان گاز طبیعی استفاده شوند.American Gas Association Report Number 11

 اندازه‌گیری جریان داپلر لیزری 
پرتوی از نور لیزر که به یک ذره در حال حرکت برخورد می‌کند، با تغییر در طول موج متناسب با سرعت ذره (اثر داپلر)، تا حدی پراکنده می‌شود. یک سرعت‌سنج داپلر لیزری (LDV)، که بادسنج داپلر لیزری (LDA) نیز نامیده می‌شود، یک پرتو لیزر را به حجم کوچکی در یک سیال جاری حاوی ذرات کوچک (که به‌طور طبیعی وجود دارند یا القا شده‌اند) متمرکز می‌کند. ذرات نور را با یک جابجایی داپلر پراکنده می‌کنند. تحلیل این طول موج جابجا شده می‌تواند برای تعیین مستقیم و با دقت بالای سرعت ذره و در نتیجه تقریب نزدیکی از سرعت سیال استفاده شود.

تعدادی تکنیک و پیکربندی دستگاه مختلف برای تعیین جابجایی داپلر موجود است. همه از یک آشکارساز نوری (معمولاً یک فتودیود بهمنی) برای تبدیل نور به یک شکل موج الکتریکی برای تحلیل استفاده می‌کنند. در اکثر دستگاه‌ها، نور لیزر اصلی به دو پرتو تقسیم می‌شود. در یک کلاس کلی LDV، دو پرتو در نقاط کانونی خود با یکدیگر تلاقی می‌کنند، جایی که تداخل کرده و مجموعه‌ای از فریزهای مستقیم (fringes) ایجاد می‌کنند. سپس سنسور به گونه‌ای با جریان هم‌راستا می‌شود که فریزها عمود بر جهت جریان باشند. با عبور ذرات از میان فریزها، نور جابجا شده داپلری در آشکارساز نوری جمع‌آوری می‌شود. در یک کلاس کلی دیگر LDV، یک پرتو به عنوان مرجع استفاده می‌شود و دیگری دچار پراکندگی داپلر می‌شود. سپس هر دو پرتو بر روی آشکارساز نوری جمع‌آوری می‌شوند، جایی که از آشکارسازی هتروداین نوری برای استخراج سیگنال داپلر استفاده می‌شود.Adrian, R. J. , editor (1993); Selected on Laser Doppler Velocimetry, S.P.I.E. Milestone Series, 

 کالیبراسیون 
اگرچه در حالت ایده‌آل دبی‌سنج نباید تحت تأثیر محیط خود قرار گیرد، اما در عمل این امر بعید است. اغلب خطاهای اندازه‌گیری از نصب نادرست یا سایر عوامل وابسته به محیط ناشی می‌شوند. روش‌های درجا (In situ) زمانی استفاده می‌شوند که دبی‌سنج در شرایط جریان صحیح کالیبره شود. نتیجه کالیبراسیون دبی‌سنج به دو آمار مرتبط منجر می‌شود: یک معیار شاخص عملکرد و یک معیار نرخ جریان.

 روش زمان گذار 
برای جریان‌های لوله، روشی به نام روش زمان گذار اعمال می‌شود که در آن یک ردیاب رادیواکتیو به صورت پالس به جریان اندازه‌گیری شده تزریق می‌شود. زمان گذار با کمک آشکارسازهای تشعشع که در خارج از لوله قرار گرفته‌اند، تعریف می‌شود. جریان حجمی با ضرب سرعت متوسط اندازه‌گیری شده سیال در سطح مقطع داخلی لوله به دست می‌آید. این مقدار جریان مرجع با مقدار جریان همزمان داده شده توسط دستگاه اندازه‌گیری جریان که قرار است کالیبره شود، مقایسه می‌شود.

این روش استاندارد شده است (ISO 2975/VII برای مایعات و BS 5857-2.4 برای گازها). بهترین عدم قطعیت اندازه‌گیری معتبر برای مایعات و گازها ۰٫۵٪ است.Finnish Accreditation Service

 روش رقیق‌سازی ردیاب 
روش رقیق‌سازی ردیاب رادیواکتیو برای کالیبراسیون اندازه‌گیری جریان کانال باز استفاده می‌شود. محلولی با غلظت ردیاب مشخص با سرعت ثابت و مشخصی به جریان کانال تزریق می‌شود. در پایین‌دست، محلول ردیاب به‌طور کامل در سطح مقطع جریان مخلوط می‌شود، یک نمونه پیوسته گرفته شده و غلظت ردیاب آن در رابطه با محلول تزریق شده تعیین می‌شود. مقدار مرجع جریان با استفاده از شرط تعادل ردیاب بین جریان ردیاب تزریق شده و جریان رقیق‌کننده تعیین می‌شود.
این روش استاندارد شده است (ISO 9555-1 و ISO 9555-2 برای جریان مایع در کانال‌های باز). بهترین عدم قطعیت اندازه‌گیری معتبر ۱٪ است.

 روش نوری 
با استفاده از روش اندازه‌گیری نوری سرعت‌سنجی داپلر لیزری (LDV)، سرعت‌های محلی جریان در یک (یا احتمالاً چندین) مسیر اندازه‌گیری در امتداد قطر لوله (پروفایل‌های سرعت) اندازه‌گیری می‌شود. دسترسی نوری به سیال که برای این کار لازم است، تحت شرایط عملیاتی با استفاده از روش انشعاب‌گیری (tapping method) محقق می‌شود. مقادیر اندازه‌گیری شده سنسور جریان که قرار است کالیبره شود، با وضوح زمانی بالا در طول اندازه‌گیری‌های LDV ثبت می‌شوند. انحراف اندازه‌گیری سنسورهای جریان (موضوع کالیبراسیون) با مقایسه جریان حجمی تعیین شده با روش LDV و مقدار میانگین زمانی سنسورهای جریان در طول زمان اندازه‌گیری، مشخص می‌شود. بهترین عدم قطعیت اندازه‌گیری معتبر برای آب (۵ تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد) ۰٫۷٪ است.

 جستارهای وابسته 
 بادسنج
 قرائت خودکار کنتور
 خطای دبی‌سنج
 کاپ ویسکوزیته فورد
 کنتور گاز
 دبی‌سنج فراصوت
 سرعت‌سنجی داپلر لیزری
 عنصر جریان اولیه
 کنتور آب

 منابع 

رده:دینامیک سیالات
رده:اندازه‌گیری
رده:اولتراسونوگرافی پزشکی