مقياس تدفق الكتلة المنخفض

جدول المحتويات
ما هو مقياس تدفق الكتلة المنخفضة؟
تعد أجهزة قياس تدفق الكتلة المنخفضة ضرورية في العديد من التطبيقات حيث يكون قياس التدفق الصغير بدقة أمرًا بالغ الأهمية
مقياس تدفق كتلة كوريوليس منخفض التدفق
بناء مقياس تدفق كوريوليس منخفض التدفق
الميزات الرئيسية لأجهزة قياس التدفق كوريوليس الصغيرة المصممة لقياس تدفق الكتلة المنخفضة للغاية
الشاشة الرئيسية لمقياس تدفق كوريوليس الصغير
اعتبارات مهمة عند تركيب مقياس تدفق كتلة كوريوليس منخفض التدفق
مقياس تدفق الكتلة الحرارية منخفض التدفق
كيف تعمل مقياس تدفق الكتلة الحرارية المنخفضة التدفق؟
في أي التطبيقات تعمل مقياس التدفق الحراري منخفض التدفق؟
المواصفات الفنية لمقياس تدفق الكتلة الحرارية المنخفض التدفق

ما هو مقياس تدفق الكتلة المنخفضة؟

مقياس تدفق الكتلة المنخفض هو جهاز خاص يستخدم لقياس كميات صغيرة جدًا من السوائل أو الغازات أثناء تحركها عبر نظام. تم تصميم هذه العدادات خصيصًا لقياس معدلات التدفق بدقة تصل إلى جرامات في الساعة أو كيلوجرامات في الساعة.

لضمان دقة القياسات عند معدلات التدفق المنخفضة، تستخدم أجهزة قياس التدفق المنخفض تقنيات مختلفة. تشمل الأنواع الشائعة من هذه الأجهزة أجهزة قياس التدفق ذات الإزاحة الإيجابية للتدفقات الصغيرة، وأجهزة قياس التدفق الكتلي الحراري الصغير، أو أجهزة قياس التدفق الصغيرة ذات قوة كوريوليس للتدفقات الكتلية المنخفضة للغاية.

تعتبر أجهزة قياس تدفق الكتلة المنخفضة ضرورية في العديد من التطبيقات حيث يكون قياس التدفق الصغير بدقة أمرًا بالغ الأهمية:

• 1. في مجال البحث والتطوير الصيدلاني، يساعدون في تحديد الجرعات وتوزيع الأدوية أو المواد الكيميائية بدقة.
• 2. في أنظمة الموائع الدقيقة المستخدمة في التحليلات الطبية الحيوية، أو أجهزة المختبر على الشريحة، أو المفاعلات الدقيقة.
• 3. لاختبار خلايا الوقود، لقياس معدلات تدفق الغازات المشاركة في العملية.
• 4. في أنظمة مراقبة البيئة، مثل مراقبة جودة الهواء أو اختبار الانبعاثات.
• 5. في الأجهزة التحليلية، مثل أنظمة الكروماتوغرافيا أو أجهزة قياس الطيف.

مقياس تدفق كتلة كوريوليس منخفض التدفق

تعتبر أجهزة قياس التدفق الدقيقة من سلسلة SH-CMF-FE مفيدة بشكل خاص لقياس معدلات تدفق الكتلة المنخفضة للغاية. تعمل هذه الأجهزة عن طريق اكتشاف الانحرافات الصغيرة التي يسببها التدفق عبر أنبوب مهتز. ترتبط هذه الانحرافات بشكل مباشر بمعدل تدفق الكتلة، مما يضمن الدقة في القياس.

تتميز وحدة التحكم في تدفق الكتلة كوريوليس بتوفير قياس دقيق وتحكم دقيق في تدفق كتلة وسط السائل، مما يجعلها لا غنى عنها في مجموعة من الصناعات. تلعب دورًا حاسمًا في البحث العلمي والإنتاج في قطاعات أشباه الموصلات والدوائر المتكاملة، ومجالات المواد المتخصصة، والصناعات الكيميائية والبترولية، وإنتاج الأدوية، وحماية البيئة، وتقنيات الفراغ.

يعد جهاز التدفق هذا حيويًا بشكل خاص في معدات العمليات الإلكترونية، بما في ذلك أنظمة الانتشار، وعمليات التبلور، والترسيب الكيميائي للبخار (CVD)، والأكسدة، والنقش البلازمي، والرش، وزرع الأيونات. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه على نطاق واسع في معدات الطلاء، وعمليات صهر الألياف الضوئية، والمفاعلات الدقيقة، وأنظمة خلط الغاز وتوزيعه، والقياسات الشعرية، والأجهزة التحليلية مثل الغاز الكروماتوغرافيا.

بناء مقياس تدفق كوريوليس منخفض التدفق

يتكون مقياس تدفق كوريوليس الصغير من مكون أساسي ومكون ثانوي.
المكون الأساسي للنظام هو مستشعر تدفق الكتلة، وهو جهاز رنين حساس للموضع يعتمد على تأثير كوريوليس. يتألف المستشعر من أنبوب اهتزازي (يُعرف أيضًا باسم أنبوب القياس)، وكاشف إشارة، ومشغل اهتزاز، وهيكل دعم، وغطاء.

الأنبوب المهتز هو الأنبوب المتذبذب الذي يتدفق من خلاله السائل. تأتي أجهزة الكشف عن الإشارات، والتي تعد بالغة الأهمية لمراقبة تأثير كوريوليس، في نوعين رئيسيين: أجهزة الكشف الكهروضوئية وأجهزة الكشف الكهرومغناطيسية.

يعد محرك الاهتزاز مسؤولاً عن إحداث التذبذبات في الأنبوب المهتز. وبالاشتراك مع كاشف الإشارة ودائرة معالجة التضخيم، فإنه يشكل نظام تذبذب ذاتي الإثارة بتغذية مرتدة إيجابية.

يثبت هيكل الدعم، المصنوع عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ، الأنبوب المهتز ويربطه بحافة التثبيت، مما يؤدي إلى إنشاء مجموعة موحدة. يوفر الغلاف الحماية للأنبوب المهتز وكاشف الإشارة ومشغل الاهتزاز. تتميز معظم أجهزة استشعار التدفق بغلاف أحادي الطبقة، ولكن في التطبيقات المتخصصة، يمكن استخدام الحماية ذات الطبقتين.

المكون الثانوي هو جهاز إرسال تدفق الكتلة، وهو نظام إلكتروني يتمركز حول معالج دقيق. وهو يزود مستشعر التدفق بالطاقة ويحول إشاراته إلى تدفق كتلة وقراءات معلمات أخرى ذات صلة. كما يعوض جهاز إرسال التدفق المنخفض ويصحح قياسات تدفق الكتلة والكثافة بناءً على معلمات درجة الحرارة. وعادة ما يقوم بإخراج إشارات التيار أو التردد القياسية ويدعم الربط المتبادل والاتصال عن بعد مع جهاز كمبيوتر مضيف أو نظام DCS عبر بروتوكولات اتصال محددة. يمكن تكوين لوحة عرض جهاز إرسال تدفق كوريوليس الصغير لعرض معلمات مطلوبة مختلفة.

الميزات الرئيسية لأجهزة قياس التدفق كوريوليس الصغيرة المصممة لقياس تدفق الكتلة المنخفضة للغاية

- تحافظ على الدقة العالية حتى عند قياس التدفقات الصغيرة جدًا، مع مستويات دقة منخفضة تصل إلى 0.25% لقياس السوائل و0.5% لقياس الغاز.
- توفر نسبة خفض عالية تصل إلى 100:1، مما يسمح بقياس دقيق على نطاق واسع من معدلات التدفق.
- يمكن لأجهزة قياس تدفق الكتلة الصغيرة اكتشاف تدفقات كتلة منخفضة تصل إلى 40 جرامًا في الساعة.
- مصنوعة من مواد متينة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L.
- تأتي أجهزة قياس تدفق الكتلة الدقيقة في نطاقات قياس مختلفة، من 0 إلى 10 كجم / ساعة إلى 0 إلى 1000 كجم / ساعة.
- تحتوي بعض الموديلات على وحدات تحكم PID متكاملة لتنظيم التدفق.
- توفر مقاييس تدفق الكتلة المنخفضة خيارات إخراج رقمية مثل 0-5 فولت تيار مستمر، أو 4-20 مللي أمبير، أو 1-5 فولت تيار مستمر، وتدعم بروتوكولات الاتصال مثل RS485 أو RS232.
- بعض الموديلات تتحمل درجات حرارة عالية تصل إلى 150 درجة مئوية.
- تم تصميمها لتكون خفيفة الوزن، وصغيرة الحجم، وسهلة التركيب في الأماكن الضيقة أو على الأنظمة المحمولة.
- توفر خيارات اتصال كهربائية متنوعة مثل DB9، أو RJ11، أو 5.5×2.1، ويمكن تشغيلها بـ ±15VDC أو 24VDC.
- عادةً ما يكون لديهم تصنيف ضغط قياسي يبلغ 435 رطل/بوصة مربعة، مع قدرة ضغط قصوى تصل إلى 100 بار.

الشاشة الرئيسية لمقياس تدفق كوريوليس الصغير

اعتبارات مهمة عند تركيب مقياس تدفق كتلة كوريوليس منخفض التدفق

1 إضافة مرشح
تأكد من تنقية الغاز المستخدم، وتجنب التلوث بالغبار والسوائل والزيت. إذا لزم الأمر، قم بتركيب فلتر أمام مقياس التدفق كوريوليس الصغير. عند توصيل زجاجة مصدر السائل بمخرج مقياس التدفق، يجب تركيب صمام أحادي الاتجاه عند المخرج لمنع ارتداد السائل، مما قد يؤدي إلى إتلاف مقياس التدفق.

2 استخدام الغازات المسببة للتآكل
تتكون قناة مقياس تدفق الكتلة الصغيرة من مواد مقاومة للتآكل مثل SUS 316L (00Cr17Ni14Mo2)، وSUS 417J1 (00Cr30Mo2)، والمطاط الفلوري. يمكن لهذه المواد التعامل مع البيئات المسببة للتآكل بشكل عام، بشرط أن يكون نظام المستخدم خاليًا من البخار والماء، ولديه تسرب منخفض، ويخضع للتنظيف المتكرر، ويُستخدم بشكل صحيح. إذا كان التطبيق يتضمن غازات شديدة التآكل أو مذيبات عضوية، فيجب تحديد ذلك عند الطلب. بالنسبة للغازات المسببة للتآكل الخاصة، يجب ضبط جميع مواد الختم بشكل مناسب.

3 مواقع التثبيت
للحصول على الأداء الأمثل، قم بتثبيت وحدة التحكم في التدفق كوريوليس الصغيرة مع سطح التركيب في وضع أفقي. ومع ذلك، فإن جهاز قياس التدفق الصغير ليس حساسًا بشكل مفرط للوضع ويمكن تركيبه في أي اتجاه. إذا لوحظ تحول صفري عند التركيب في وضع غير أفقي، فيمكن تعديله قبل التشغيل.

4 سد منافذ الصمام
يعمل صمام الملف اللولبي في وحدة التحكم في تدفق الكتلة ذات التدفق الصغير كصمام تنظيم ولا ينبغي استخدامه كصمام إغلاق. يجب على المستخدمين تركيب صمام إغلاق منفصل، خاصة عند التعامل مع الغازات المسببة للتآكل، عند مدخل ومخرج وحدة التحكم في تدفق الكتلة لضمان التشغيل الآمن. بعد الاستخدام لفترة طويلة، يعتبر معدل التسرب عند منفذ الصمام في حدود 2% من الحجم الكامل (FS) طبيعيًا. إذا تجاوز التسرب 2%، فإن الإصلاحات ضرورية.

5 المعايرات وتحويل الغاز
يتم معايرة وحدة التحكم في تدفق الكتلة الصغيرة عادةً باستخدام النيتروجين (N2) في المصنع. إذا كانت المعايرة باستخدام غاز مختلف مطلوبة، فيجب تحديد ذلك عند تقديم الطلب. بالنسبة للمستخدمين الذين يقومون بتشغيل وحدة التحكم باستخدام غازات أخرى غير النيتروجين، يمكن إجراء التحويلات باستخدام معاملات التحويل المقدمة.

مقياس تدفق الكتلة الحرارية منخفض التدفق

كيف تعمل مقياس تدفق الكتلة الحرارية المنخفضة التدفق؟

تُعزى الدقة الاستثنائية والمتانة والموثوقية لأجهزة قياس التدفق الكتلي المنخفض من سلسلة SRK إلى مجسات الاستشعار المبتكرة لدينا. يحتوي كل مجس محكم الغلق على عنصرين استشعاريين أساسيين: مستشعر السرعة ومستشعر درجة الحرارة، اللذين يعملان جنبًا إلى جنب للتعويض تلقائيًا عن أي اختلافات في درجة الحرارة والضغط.
يعمل النظام عن طريق الحفاظ على مستشعر السرعة عند درجة حرارة ثابتة أعلى من درجة حرارة الغاز، وقياس تأثير التبريد لتدفق الغاز. ثم يتم حساب تدفق كتلة الغاز بناءً على الطاقة الكهربائية المطلوبة للحفاظ على هذا الاختلاف الثابت في درجة الحرارة، بما يتناسب بشكل مباشر مع معدل التدفق. يستخدم كلا المستشعرين أجهزة كشف درجة الحرارة المقاومة للبلاتين (RTD) القياسية، مع لف سلك RTD البلاتيني بشكل آمن حول قلب سيراميكي قوي لتعزيز الموثوقية. يتم تغليف مجموعة المستشعر بالكامل في غلاف من الفولاذ المقاوم للصدأ 316، مما يضمن المتانة والحماية على المدى الطويل.

في أي التطبيقات تعمل مقياس التدفق الحراري منخفض التدفق؟

تُستخدم مقاييس التدفق الحراري الكتلي المنخفض التدفق في المقام الأول لقياس تدفق الغازات النقية أو الغاز المختلط. هذه المقاييس فعالة للغاية في مراقبة معدل تدفق الكتلة للغازات المختلفة، بما في ذلك الهواء والنيتروجين والهيدروجين والأكسجين والغاز الحيوي وغاز البترول المسال والميثان وثاني أكسيد الكربون، وغيرها. تُستخدم عادةً في التطبيقات حيث يكون قياس تدفق الغاز الدقيق أمرًا بالغ الأهمية، مثل الأبحاث المعملية وأنظمة إمداد الغاز الصناعي ومراقبة البيئة وكشف تسرب الغاز وتصنيع أشباه الموصلات.

تعتبر أجهزة قياس تدفق الغاز الدقيقة هذه ذات قيمة خاصة في المواقف التي تتطلب قياسًا دقيقًا لتدفقات الغاز المنخفضة، حيث قد تواجه تقنيات قياس التدفق التقليدية صعوبات. إن قدرتها على توفير قراءات تدفق الكتلة المباشرة دون الحاجة إلى تعويض درجة الحرارة أو الضغط تجعلها مثالية للاستخدام في بيئات الغرف النظيفة، وكروماتوغرافيا الغاز، وأنظمة الكشف عن التسرب، وكذلك في التحكم في العمليات للصناعات الكيميائية والصيدلانية.

المواصفات الفنية لمقياس تدفق الكتلة الحرارية المنخفض التدفق

يوفر مقياس تدفق الكتلة الحرارية منخفض التدفق قياسًا دقيقًا للغاز في نطاق يتراوح من 2 SCCM إلى 30 SL/M، ويتميز بدقة ±1% FS ونسبة خفض 100:1. مع زمن استجابة أقل من 0.8 ثانية وإمكانية تكرار ممتازة ±0.2% FS، يضمن هذا المقياس أداءً موثوقًا ومتسقًا.

يعمل الجهاز بفعالية في نطاق درجة حرارة يتراوح بين 0 إلى 50 درجة مئوية ويمكنه تحمل ضغط تشغيل أقصى يصل إلى 10 ميجا باسكال. تم تصنيع الوحدة باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ القوي كمادة أساسية، وتتميز بأختام مصنوعة من فيتون أو النيوبرين أو المطاط النتريلي لضمان المتانة.

تتضمن خيارات الاتصال RS232/485.MODBUS، مع إشارات خرج متوفرة في 0~5 فولت، و4-20 مللي أمبير، و1-5 فولت. يعمل مقياس التدفق إما بـ ±15 فولت تيار مستمر أو 24 فولت تيار مستمر، وله معامل درجة حرارة ±0.025%FS/°C. يتم توفير الواجهة الكهربائية عبر موصل DB15، وتتميز الوحدة بمعدل تسرب 1×10^-9 SCCS He، مما يضمن سلامة عالية في التطبيقات الصعبة.