ما هو الأرجون السائل والأرجون الغازي؟
الأرجون، وهو غاز نبيل، يستخدم في العديد من التطبيقات الصناعية في شكليه السائل والغازي.
- الأرجون السائل: يتحول الأرجون إلى سائل عند درجات حرارة منخفضة للغاية، عادة حوالي -186 درجة مئوية (87 كلفن). ويستخدم في المقام الأول في التبريد العميق، واللحام، وإنتاج المعادن، وكغاز وقائي في العمليات الصناعية.
- غاز الأرجون: في حالته الغازية، يستخدم الأرجون على نطاق واسع كغاز خامل للحماية في عمليات اللحام والقطع، وكذلك في إنتاج أشباه الموصلات، والمصابيح الكهربائية، وفي أنواع معينة من التحليل الطيفي.
يمثل كلا الشكلين من الأرجون تحديات فريدة لقياس التدفق الدقيق بسبب خصائصهما الفيزيائية وظروف التشغيل.
التحديات ونقاط الضعف في قياس تدفق الأرجون السائل والغازي
- 1. درجات حرارة منخفضة للغاية للأرجون السائل
- يعمل الأرجون السائل عند درجات حرارة منخفضة للغاية، عادة عند -186 درجة مئوية أو أقل. عند هذه الدرجات، قد لا تعمل مقاييس التدفق التقليدية بشكل صحيح، خاصة عندما تتعرض المكونات الحساسة مثل الأختام وأجهزة الاستشعار والإلكترونيات لدرجات حرارة التجمد. هناك حاجة إلى مواد خاصة واعتبارات تصميمية لضمان التشغيل الموثوق. هناك حاجة إلى مقياس تدفق مبرد .
- 2. نطاق واسع لدرجة الحرارة لغاز الأرجون
- يمكن أن تتنوع درجات حرارة غاز الأرجون من درجات حرارة شديدة البرودة إلى درجات حرارة الغرفة أو حتى أعلى من ذلك. ويفرض هذا النطاق الواسع تحديات تتعلق بالتمدد والانكماش الحراري، مما قد يؤثر على معايرة المستشعر ودقة قراءات التدفق. بالإضافة إلى ذلك، يكون سلوك تدفق الغاز أكثر حساسية لتقلبات درجات الحرارة من تدفق السائل، مما يجعل القياسات الدقيقة أكثر صعوبة.
- 3. الاختلافات في الكثافة واللزوجة
- الأرجون هو غاز منخفض الكثافة وله كثافة مختلفة بشكل كبير عندما يكون في صورة سائلة. يمكن أن تختلف كثافة الأرجون السائل مع درجة الحرارة، مما يجعل قياسات التدفق صعبة بشكل خاص. وبالمثل، يمكن أن تختلف لزوجة الأرجون السائل والغازي مع درجة الحرارة والضغط، مما يؤثر على معدل التدفق وقدرة المستشعر على القياس بدقة.
- 4. التغيرات في الضغط ومعدل التدفق
- يتم نقل كل من الأرجون السائل والغازي عادة تحت ظروف ضغط مختلفة. يمكن أن يتقلب الضغط بشكل كبير في العمليات الصناعية، مما قد يؤثر على خصائص التدفق. يجب مراعاة هذا التباين في الضغط في نظام القياس لضمان الدقة المتسقة.
لماذا تعد أجهزة قياس تدفق الكتلة كوريوليس مثالية لقياس تدفق الأرجون السائل والغازي
مبدأ مقياس تدفق كوريوليس
تعمل أجهزة قياس تدفق الكتلة كوريوليس من خلال اكتشاف تأثير كوريوليس، والذي يحدث عندما يتدفق السائل عبر أنبوب مهتز. عندما يمر السائل عبر الأنبوب، فإنه يتسبب في تحول في طور الاهتزاز، والذي يمكن قياسه لتحديد معدل تدفق الكتلة. هذه الطريقة مختلفة عن أجهزة قياس التدفق الحجمي التقليدية، والتي تعتمد على كثافة السائل وسرعته. من خلال قياس تدفق الكتلة مباشرة، توفر أجهزة قياس كوريوليس دقة أكبر، خاصة عندما تتغير كثافة السائل أو درجة حرارته.
لماذا تعد أجهزة قياس التدفق كوريوليس مناسبة للغاز والأرجون السائل
1. قياس تدفق الكتلة
تقيس مقاييس تدفق كوريوليس تدفق الكتلة بشكل مباشر، مما يجعلها مثالية للغازات والسوائل التي تتعرض لتغيرات كبيرة في الكثافة مع درجة الحرارة والضغط، مثل الأرجون السائل والغازي. ونظرًا لأن تدفق الكتلة مستقل عن الكثافة، فإن مقاييس كوريوليس تحافظ على دقتها حتى في ظل الظروف المتقلبة.
2. نطاق واسع لدرجة الحرارة
يمكن لأجهزة قياس التدفق كوريوليس العمل في بيئات ذات درجات حرارة شديدة، من درجات حرارة منخفضة للغاية تصل إلى -200 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية أو أعلى. وهذا يجعلها مثالية لقياس كل من الأرجون السائل في درجات حرارة منخفضة للغاية والأرجون الغازي في نطاق من درجات الحرارة.
3. الدقة العالية والموثوقية
يسمح تصميم مقاييس تدفق كوريوليس بإجراء قياسات عالية الدقة تصل إلى 0.1%. وهذا مهم بشكل خاص في التطبيقات حيث يمكن حتى للاختلافات الصغيرة في معدل التدفق أن تؤثر على العملية، مثل الأنظمة المبردة ومعالجة الغاز الصناعي.
4. مقاوم للانفجار وآمن للبيئات الخطرة
يمكن تجهيز عدادات تدفق كوريوليس بشهادات مقاومة الانفجار من ATEX، مما يجعلها آمنة للاستخدام في البيئات التي قد تحتوي على غازات أو سوائل قابلة للاشتعال. وهذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص في البيئات الصناعية حيث يتم استخدام الأرجون كجزء من العمليات التي قد تنطوي على ظروف متقلبة أو خطرة.
دراسة حالة: أجهزة قياس تدفق الكتلة كوريوليس للأرجون السائل والغازي
على سبيل المثال، تم تصميم
مقياس تدفق كوريوليس من سلسلة SH-CMF لقياس تدفق الأرجون السائل في التطبيقات الصناعية. يتميز بنطاق تدفق 0-3.0 طن/ساعة، 0-7 طن/ساعة، 0-20 طن/ساعة وما إلى ذلك، ونطاق درجة حرارة من -200 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية، ودقة 0.2%. كما يتضمن شهادة ATEX المقاومة للانفجار للمناطق الخطرة، مما يجعله مثاليًا للتعامل مع الأرجون السائل المبرد في البيئات الخطرة.
بالنسبة للأرجون الغازي، يمكن لمقياس تدفق كوريوليس DN20 قياس ما يصل إلى 120000 لتر في الساعة، مما يوفر حلاً دقيقًا للتطبيقات التي تتطلب قياس غاز الأرجون على نطاق واسع من درجات الحرارة من -185 درجة مئوية إلى +20 درجة مئوية. يضمن هذا النوع من العدادات قياس تدفق الكتلة الدقيق للأرجون الغازي حتى عندما يتقلب الضغط ودرجة الحرارة أثناء العمليات الصناعية.
خاتمة
إن قياس تدفق الأرجون السائل والغازي يمثل العديد من التحديات، بما في ذلك درجات الحرارة الشديدة، واختلافات الكثافة واللزوجة، والحاجة إلى أجهزة عالية الدقة. توفر أجهزة قياس تدفق الكتلة كوريوليس، بقدرتها على قياس تدفق الكتلة مباشرة بغض النظر عن تغيرات الكثافة، حلاً موثوقًا ودقيقًا لكل من تطبيقات الأرجون السائل والغازي. تجعلها قدرتها على تحمل درجات الحرارة العالية ودقتها وخصائص السلامة مثالية للاستخدام في البيئات المبردة والصناعية، مما يضمن التحكم الدقيق في العملية وتحسينها في الصناعات مثل اللحام والتبريد وتصنيع أشباه الموصلات.