כיצד מד התזוזה החיובית מסדרת M מודד את קצב הזרימה?
מד התזוזה החיובי מסדרת M מודד את קצב הזרימה על ידי שימוש ברוטורים המסונכרנים שלו (שני רוטורים בעלי להבים + רוטור חוסם מרכזי אחד) כדי ללכוד נפחים קבועים של נוזל כשהם מסתובבים בתוך הקומות הגליליות של המונה.
כאשר הנוזל חודר למונה, הוא דוחף את רוטורי העקירה להסתובב (במסנכרן עם הרוטור החוסם, השומר על אטימה נימית בין נוזל במעלה הזרם/במטה). כל סיבוב מלא של רוטורי העקירה מעביר נפח מדויק וקבוע של נוזל. לאחר מכן המונה מחשב את קצב הזרימה על ידי ספירת מספר סיבובי הרוטור (באמצעות גלגלי שיניים תזמון: גלגל השיניים החוסם של הרוטור-עם שיניים כפולות משיניים של גלגלי השיניים של הרוטור- מסתובב במחצית הסל"ד שלהם, ומבטיח תנועה מסונכרנת) והמרת ספירת הסיבובים הזו לנפח לאורך זמן.
בבסיסו, מד סדרת M פועל על עיקרון העקירה החיובית: הוא לוכד פיזית נפחים נפרדים וקבועים של נוזל כשהם עוברים דרך המד, ואז סופר כמה מהנפחים הללו נעקרו לאורך זמן כדי לחשב את קצב הזרימה. בית המונה מכיל שלושה נקבים גליליים: שניים לרוטורים בעלי להב ואחד לרוטור החסימה המרכזי. שלושת הרוטורים הללו מסתובבים ביחסים מסונכרנים בצורה מושלמת (מתאפשרים על ידי גלגלי שיניים בקצה כל ציר רוטור) ללא מגע מתכת-מתכת-, מה שממזער את הבלאי ומבטיח ביצועים עקביים.
כאשר נוזל חודר לצידו של המונה במעלה הזרם, הוא מפעיל לחץ על רוטורי תזוזה של הלהב, ומאלץ אותם להסתובב. כאשר כל רוטור תזוזה מסתובב, הלהבים שלו נעים לסירוגין דרך חצי הצילינדר- של אלמנט המד. בכל סיבוב, הרוטורים "לוכדים" נפח ספציפי ומכויל של נוזל בחלל שבין להבים שלהם לדפנות הפנימיות של המונה. רוטור החסימה המרכזי ממלא כאן תפקיד מפתח: כשהוא מסתובב בתוך הקדח שלו, הוא שומר על אטימה נימית מתמשכת בין הנוזל הלא מודד במעלה הזרם לנוזל המורד במורד הזרם. אטימה זו מונעת מנוזל לעקוף את רוטורי העקירה (מה שיטות את המדידות) ומבטיחה שרק הנפח הקבוע הכלוא נע מהצד במעלה הזרם למורד הזרם לכל מקטע רוטור.
הסנכרון של הרוטורים נשלט על ידי גלגלי תזמון המחוברים לקצה כל ציר רוטור. לגלגל השיניים של הרוטור החוסם יש פי שניים יותר שיניים מאשר גלגלי השיניים על רוטורי העקירה; המשמעות היא שהרוטור החוסם מסתובב במחצית הסל"ד של הרוטורים בעקירה. יחס ההילוך המדויק הזה מבטיח שרוטורי העקירה ורוטור החסימה נעים בהרמוניה מושלמת: רוטורי העקירה לוכדים נוזלים כשהם מסתובבים, בעוד הרוטור החוסם מכוון את מיקומו כדי לשמור על האיטום ולפנות את הנתיב לנפח הכלוא הבא-מבטל פערים או חפיפות שעלולים להשפיע על דיוק המדידה.
כדי לתרגם את התנועה המכנית הזו לקריאת קצב זרימה, המונה עוקב אחר מספר הסיבובים של רוטורי העקירה (או הרוטור החוסם, מותאם למהירותו האיטית יותר). מכיוון שכל סיבוב מלא של רוטורי העקירה תואם לנפח ידוע וקבוע של נוזל (מכויל במהלך הייצור), הכפלת מספר הסיבובים בנפח קבוע זה נותן את נפח הנוזל הכולל שעבר במונה. חלוקת הנפח הכולל הזה בזמן שחלף במהלך תקופת המדידה מניב את קצב הזרימה (למשל, ליטר לדקה או גלונים לשעה).
עיצוב זה מבטיח שהמד מסדרת M מספק מדידות מהירות זרימה אמינות במגוון רחב של יישומים-מהעברת נוזלים ועד לבקרת תהליכים-אפילו עבור נוזלים עם צמיגות משתנות, שכן מנגנון התזוזה החיובי פחות רגיש למערבולת זרימה מאשר סוגי מונים אחרים (למשל, מדי טורבינה). היעדר מגע מתכת-ל-מתכת פירושו גם שהמונה דורש תחזוקה מינימלית, בעוד שהאטם הנימי שומר על דיוק על ידי מניעת החלקה של נוזל בין החלקים במעלה הזרם למורד הזרם. בקצרה, מדידת קצב הזרימה של מד סדרת M מסתמכת על לכידה מדויקת וניתנת לחזרה של נפחי נוזל קבועים באמצעות רוטורים מסונכרנים, עם תזמון מונע-הילוכים ומנגנון איטום המבטיח שכל נפח כלוא נספר במדויק ומומר לנתוני קצב זרימה.
