عدادات التدفق ذات التروس البيضاوية مقابل عدادات التدفق كوريوليس

مقياس التدفق ذو التروس البيضاوية مقابل مقياس التدفق كوريوليس: كيفية اختيار التقنية المناسبة

ما الذي يفصل بين هاتين التقنيتين؟

مقاييس التدفق ذات التروس البيضاوية هي أجهزة إزاحة موجبة. يدور زوج من التروس البيضاوية داخل حجرة القياس، وتدفع كل دورة حجمًا ثابتًا من السائل. يتم حساب عدد الدورات للحصول على قراءة مباشرة للحجم، دون أي تدخل إلكتروني، بل تعتمد العملية على الميكانيكا فقط. أما مقاييس تدفق الكتلة كوريوليس، فتعتمد على مبدأ مختلف تمامًا. يهتز أنبوب، أو زوج من الأنابيب، بتردده الطبيعي. عندما يتحرك السائل عبر أنبوب مهتز، يتسبب تأثير كوريوليس في التواء الأنبوب قليلًا، ويتناسب هذا الالتواء مع معدل تدفق الكتلة، وليس الحجم. لا تلامس أي أجزاء متحركة مسار السائل كما هو الحال في التروس. لكن هذا يتطلب جهاز استشعار وجهاز إرسال أكثر تعقيدًا وتكلفة.

كيف يعمل مقياس تدفق التروس البيضاوية

في حجرة القياس، يشكل زوج من العجلات البيضاوية وغطاءٌ تجويفًا هلالي الشكل يعمل كوحدة قياس. يؤدي فرق الضغط عبر العداد إلى دوران العجلات، وكل دورة كاملة تُزيح أربعة أضعاف حجم ذلك التجويف. يقوم مسجل ميكانيكي أو رقمي بتحويل دوران العجلات إلى تدفق فوري وإجمالي.

بما أن القراءة تعتمد على الحجم المزاح الفعلي، فإن عدادات التروس البيضاوية لا تحتاج إلى أنبوب مستقيم طويل قبل أو بعد التركيب، على عكس عدادات الدوامة أو العدادات الكهرومغناطيسية. وهذا يُعد ميزة حقيقية في عمليات التحديث والتصميمات الضيقة للوحدات المدمجة.

كيف يعمل مقياس تدفق كوريوليس

يقوم مقياس كوريوليس بتحريك أنبوب واحد أو أنبوبين بواسطة مشغل كهرومغناطيسي. وعندما يتدفق السائل عبر الأنبوب المهتز، تُحدث كتلته فرقًا طفيفًا في الطور بين قسمي المدخل والمخرج، ويتناسب هذا الفرق طرديًا مع معدل تدفق الكتلة. تلتقط أجهزة الاستشعار الموجودة في كل طرف فرق التوقيت، ويقوم جهاز الإرسال بتحويله إلى قراءة لتدفق الكتلة بالكيلوغرام/ساعة أو الرطل/ساعة.

يوفر الأنبوب المهتز نفسه قياسًا لكثافة السوائل، إذ يتغير تردد رنين الأنبوب بتغير كثافة المادة الموجودة بداخله. يُعدّ قياس الكثافة هذا موثوقًا للسوائل، ولكنه غير موثوق للغازات. لذا، إذا ذكرت ورقة مواصفات مقياس كوريوليس قراءة الكثافة، فاعتبرها خاصية خاصة بالسوائل فقط، ولا تعتمد عليها لقياس كثافة الغازات.

الدقة والتكرارية

يتم شحن مقياس التروس البيضاوي من سلسلة LC بنسبة 0.5٪ أو 0.2٪ من القراءة، اعتمادًا على الطراز ونطاق اللزوجة، وهو ما يكفي تمامًا للتحكم في العمليات ومعظم عمليات نقل الملكية للسوائل اللزجة.

تُعتبر عدادات كوريوليس تقنيةً متطورةً، وتتميز بدقةٍ عاليةٍ على الورق، حيث تُصنّف العديد من طرازاتها، بما فيها SH-CMF، ضمن نطاق قراءة يتراوح بين 0.1 و0.15% عند استخدامها مع السوائل. أرسل إلينا نوع السائل ونطاق التدفق، وسنؤكد لك فئة الدقة المناسبة لتكوين SH-CMF الخاص بك قبل الشراء بناءً على رقمٍ فقط.

اللزوجة ونوع السائل

هنا يكمن الاختلاف الحقيقي بين التقنيتين. تعمل عدادات التروس البيضاوية بكفاءة عالية مع السوائل متوسطة إلى عالية اللزوجة، حيث تصل دقة سلسلة LC إلى 2000 ملي باسكال.ثانية، وتزداد دقتها مع ارتفاع اللزوجة، نظرًا لانخفاض كمية السائل المتسربة عبر التروس دون احتسابها. يُعد زيت الوقود الثقيل والراتنجات والمواد اللاصقة والشراب من السوائل التي تستخدمها عدادات التروس البيضاوية بكفاءة عالية.

تغطي مقاييس كوريوليس نطاقًا واسعًا من اللزوجة، لكن قوانين الفيزياء لا تُناسبها عند القيم القصوى. فالسوائل ذات اللزوجة العالية جدًا التي تتحرك عبر أنبوب اهتزازي ضيق تُؤدي إلى تراكم سريع لانخفاض الضغط، بينما قد تنخفض معدلات التدفق المنخفضة جدًا في أنبوب كبير إلى ما دون مستوى ضوضاء المستشعر. لذا، يُعد مقياس كوريوليس الخيار الأمثل للسوائل ذات اللزوجة المنخفضة إلى المتوسطة، والتيارات متعددة الأطوار أو المهواة، والتطبيقات التي تتطلب قياس معدل التدفق الكتلي والكثافة من مستشعر واحد.

مزيد من المعلومات حول عدادات تدفق السوائل عالية اللزوجة >>

انخفاض الضغط والتركيب

تتميز عدادات التروس البيضاوية بفقدان ضغط منخفض للغاية بالنسبة لعداد ميكانيكي، كما أن اتجاه التركيب مرن لأن مبدأ القياس لا يعتمد على شكل التدفق.

سلسلة SH-CM: تدفق كوريوليس - الدقة - العلاقة بين فقدان الضغط

قد تُفاجئ عدادات كوريوليس العملاء بانخفاض الضغط. ففي بعض الأحيان، ينتج عن هندسة الأنابيب، خاصةً في الأنابيب ذات الأقطار الصغيرة أو ذات اللزوجة العالية، انخفاض في الضغط يتجاوز الارتفاع المتاح فعليًا في الخط، لا سيما في أنظمة التغذية بالجاذبية أو أنظمة الضغط المنخفض. لذا، نُفضّل التنبيه إلى ذلك أثناء تحديد المقاسات بدلًا من أن يكتشفه العميل بعد التركيب. لذا، يُرجى دائمًا التحقق من منحنى انخفاض الضغط ومقارنته بالفرق المتاح قبل إتمام طلب عداد كوريوليس لخط ذي لزوجة عالية أو ضغط منخفض.

الأجزاء المتحركة، والتآكل، ونظافة السوائل

تحتوي عدادات التروس البيضاوية على أجزاء متحركة، لذا فهي تحتاج إلى سائل نظيف نسبيًا. تعمل الجزيئات الكاشطة أو الحصى على تسريع تآكل التروس والمحامل، مما يؤدي إلى انحراف في الدقة بمرور الوقت. يُعدّ استخدام مصفاة في الجزء العلوي من العداد إجراءً وقائيًا بسيطًا.

لا تحتوي عدادات كوريوليس على أجزاء متحركة في مسار التدفق، لذا فهي تتحمل السوائل المتسخة أو المحملة بالجسيمات أو ذات الخشونة الطفيفة بشكل أفضل بكثير. وهذا أحد الأسباب التي تجعل المصانع التي تعالج المواد اللزجة أو تيارات العمليات غير المفلترة تفضل استخدام عدادات كوريوليس على الرغم من ارتفاع تكلفتها الأولية.

التدفق الكتلي مقابل التدفق الحجمي

يقيس مقياس التروس البيضاوي الحجم. إذا كنت بحاجة إلى قياس الكتلة، فيجب عليك تطبيق قيمة الكثافة، من عينة مخبرية أو مقياس كثافة مدمج، للتحويل. هذا مناسب للسوائل ذات الكثافة الثابتة، ولكنه أقل ملاءمة للسوائل التي تتغير كثافتها باختلاف الدفعة أو درجة الحرارة.

يقيس مقياس كوريوليس الكتلة مباشرةً، دون الحاجة إلى حلقة تعويض منفصلة للكثافة أو درجة الحرارة لحساب رقم الكتلة نفسه. وهذا هو السبب الرئيسي وراء تفضيل مقياس كوريوليس على مقياس التروس البيضاوية في عمليات نقل الملكية والقياس المالي للسوائل، متى سمحت الميزانية بذلك.

التكلفة والصيانة

تُعدّ عدادات التروس البيضاوية أقل تكلفةً في البداية، وعادةً ما تكون جزءًا بسيطًا من تكلفة عداد كوريوليس المماثل، ويتسع هذا الفارق مع زيادة حجم الأنابيب. ويظهر هذا التفاوت على مدار عمر العداد، من خلال عمليات فحص الدقة الدورية واستبدال التروس أو المحامل في نهاية المطاف في خطوط الأنابيب ذات دورة التشغيل العالية.

تُعدّ عدادات كوريوليس أغلى ثمناً، إذ يتراوح سعر الوحدة الواحدة منها بين ضعفين إلى أربعة أضعاف سعر عداد التروس البيضاوي المصنوع من الحديد الزهر أو الفولاذ المصبوب، ولكن لعدم وجود أجزاء متحركة في مسار التدفق، تكون الصيانة الدورية أقل تكلفة. بالنسبة للمصنع الذي يُقيّم التكلفة الإجمالية للملكية على مدى خمس أو عشر سنوات، قد تُرجّح كفة عدادات كوريوليس رغم ارتفاع سعرها.

مقارنة بين الترس البيضاوي وكوريوليس: جنبًا إلى جنب

ملاحظات التطبيق الإقليمية

مقياس تدفق بيضاوي الشكل لقياس الديزل

في جنوب شرق آسيا، تعتمد مصانع زيت النخيل والمواد الكيميائية المتخصصة على عدادات التروس البيضاوية لنقل المنتجات اللزجة، بينما تطلب خطوط إنتاج الأغذية والمشروبات بشكل متزايد عدادات كوريوليس للمكونات عالية القيمة حيث تكون دقة الكتلة مهمة للتكلفة.

تستخدم عمليات مزج الوقود وتعبئة مواد التشحيم في الشرق الأوسط كلا التقنيتين جنبًا إلى جنب، حيث تستخدم التروس البيضاوية في نقل الديزل، بينما تستخدم تقنية كوريوليس في حقن المواد المضافة حيث يكون لدقة الجرعات تأثير مباشر على التكلفة.

مقياس تدفق كوريوليس لقياس تدفق كتلة الطين في التعدين

في أمريكا الجنوبية وأفريقيا، تعد جرعات كواشف التعدين ومعالجة الأسفلت أو البيتومين من التطبيقات الشائعة للتروس البيضاوية، ويظهر تأثير كوريوليس بشكل أكبر في قياس ملاط ​​التعدين.

في جميع أنحاء أستراليا ونيوزيلندا، تعد مصانع الألبان ومعالجة الأغذية مصدراً ثابتاً لاستفسارات كوريوليس، وخاصة فيما يتعلق بالتصنيع على أساس الكتلة ودقة الوصفات.

حالة اختيار نموذجية

هذا نمط نراه كثيراً، وليس سجلاً خاصاً بأحد العملاء. يحتاج خط مزج وقود الديزل الحيوي إلى قياس كل من الوقود الأساسي ومادة مضافة. يتميز الوقود الأساسي بلزوجة متوسطة وقيمة معتدلة وحجم كبير، لذا فإن استخدام مقياس تروس بيضاوي الشكل على هذا الخط يقلل التكلفة الأولية ويضمن مطابقة السائل بشكل جيد.

أما تيار الإضافات فهو قصة مختلفة. فهو يعمل بمعدل تدفق أقل بكثير، وله تكلفة حقيقية لكل لتر، ويجب أن تبقى نسبة المزج دقيقة للغاية لكي يفي الوقود النهائي بالمواصفات. في هذا النوع من العمليات، تُبرر الدقة الإضافية وقراءة الكتلة المباشرة من مقياس كوريوليس سعره المرتفع بسرعة، حيث أن حتى أخطاء الجرعات الصغيرة تتراكم لتؤدي إلى دفعات مرفوضة أو هدر للإضافات.