أفضل النصائح لاختيار عدادات تدفق الغاز الصناعي الموثوقة

لماذا يُعد قياس تدفق الغاز أمرًا مهمًا في اقتصاد اليوم

يُعد قياس تدفق الغاز جزءًا أساسيًا من جميع جوانب الاقتصاد الحديث تقريبًا. يُعد القياس الدقيق للغازات بالغ الأهمية لعدة أسباب، منها خفض تكاليف توزيع الغاز الطبيعي، والتأكد من سلامة التعامل مع المواد الكيميائية، وضمان جودة المنتجات في التصنيع. إلا أن الغازات تختلف عن السوائل في أن حجمها يتغير كثيرًا بتغيرات درجة الحرارة والضغط. لذا، يُعد اختيار مقياس تدفق الغاز المناسب خيارًا بالغ الأهمية، إذ سيؤثر بشكل كبير على السلامة والكفاءة والأرباح.

الخطوة الأولى لتحسين أداء أي عملية صناعية تستخدم الغاز هي معرفة المزيد عن عدادات تدفق الغاز وأهميتها . سيكون هذا الدليل الشامل مرجعك الأمثل لكل ما تحتاج لمعرفته حول قياس الغاز. سيغطي المبادئ الأساسية، والتقنيات المختلفة المتاحة، وكيفية حل مشاكل التطبيقات المحددة، وكيفية اختيار جهاز تدفق الغاز الأنسب لاحتياجاتك.

لماذا من المهم قياس تدفق الغاز بدقة؟

تعتمد العديد من المهام الصناعية على بيانات تدفق الغاز الدقيقة. ومن أهم مزايا القياس الدقيق للتدفق:

• ضبط التكاليف وإدارة الطاقة: يُعدّ الغاز موردًا مُكلفًا لأنظمة الهواء المضغوط أو استخدام الغاز الطبيعي. يُساعد القياس الدقيق على كشف التسريبات، وتوزيع التكاليف بشكل صحيح، وتحقيق أقصى استفادة من الطاقة للحد من الهدر.
• كفاءة العملية وجودة المنتج: تعتمد العديد من العمليات، مثل التحكم في الاحتراق، أو مزج الغازات، أو التفاعلات الكيميائية، على معدل التدفق الدقيق للغازات المحددة لضمان الأداء الأمثل وجودة المنتج النهائي المتسقة.
• السلامة: من الضروري مراقبة تدفق الغازات القابلة للاشتعال أو السامة لتجنب المواقف الخطرة. ويشمل ذلك مراقبة الغازات، وموازنة أجهزة تنقية الغاز، وموازنة النيتروجين في مختلف البيئات الصناعية .
• الامتثال البيئي: تنص القوانين المتعلقة بانبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري على ضرورة قياس غازات المداخن وغيرها من عوادم الهواء والإبلاغ عنها بشكل صحيح.

المبدأ الأساسي: التدفق الفعلي مقابل التدفق القياسي (الحجمي مقابل الكتلة)

المفهوم الأهم في ماهية مقياس تدفق الغاز وأنواعه هو فهم الفرق بين قياس الحجم وقياس الكتلة. يُعد هذا أحد العوامل الأربعة التي يجب مراعاتها عند اختيار مقياس تدفق الغاز .

التدفق الفعلي (الحجمي)

تقيس عدادات التدفق الحجمي كمية الغاز التي تمر عبر العداد عند درجة الحرارة والضغط الفعليين اللذين يعمل عندهما (على سبيل المثال، بوحدة ACFM أو متر مكعب/ساعة). تكمن المشكلة في عدم إمكانية مقارنة هذه القراءة. فالمتر المكعب من الغاز عند ضغط بار واحد يحتوي على جزيئات أقل بكثير (كتلة أقل) من المتر المكعب عند ضغط ١٠ بار.

التدفق القياسي (مثل Nm3/h، SCFM، SCCM)

لهذا السبب، يُغيّر تدفق الغاز في أغلب الأحيان إلى درجة حرارة وضغط قياسيين (STP أو NTP). يُظهر هذا المعدل القياسي للتدفق الحجمي (على سبيل المثال، SCFM أو SCCM أو Nm³/hr) كمية الغاز المتدفقة من حيث الكتلة. يمكن لأجهزة قياس الكتلة الحرارية، أو أجهزة قياس تدفق التوربينات المزودة بتعويض درجة الحرارة والضغط، أو أجهزة قياس تدفق الدوامات المزودة بتعويض درجة الحرارة والضغط، قياس التدفق القياسي. لا تتأثر قراءاتها بتغيرات ظروف العملية. كما يمكن لأجهزة قياس الحجم إعطاء قراءة لتدفق الكتلة، ولكنها تتطلب مستشعرات إضافية للضغط ودرجة الحرارة، بالإضافة إلى حاسوب تدفق لإجراء الحسابات.

المنتجات ذات الصلة

لمزيد من المعلومات حول تحويلات وحدات التدفق مثل م³/ساعة، ونيوتن م³/ساعة، وSm³/ساعة، اقرأ دليلنا الشامل لوحدات معدل تدفق الغاز

دليل شامل لتقنيات قياس تدفق الغاز

اختيار التقنية المناسبة هو الأساس. هناك العديد من أنواع عدادات تدفق الغاز وتقنيات قياس تدفقه ، ولكل منها مزاياها وعيوبها .

1. عدادات التدفق للكتلة الحرارية

المعيار الصناعي لقياس التدفق الكتلي المباشر لأنواع مختلفة من الغازات هو أجهزة قياس التدفق الكتلي الحراري.

• يعمل العداد باستخدام مستشعري حرارة. يُحافظ أحدهما على فرق درجة حرارة ثابت فوق الآخر. يُبرّد تدفق الغاز الأشياء، وترتبط كمية الطاقة اللازمة للحفاظ على هذا الفرق في درجة الحرارة ارتباطًا مباشرًا بمعدل تدفق كتلة الغاز.
• المزايا: قياس تدفق الكتلة مباشرة دون الحاجة إلى تعويض P&T، ودقة عالية عند معدلات تدفق منخفضة، وانخفاض الضغط، وهو اعتبار رئيسي تم استكشافه في مقارنة فقدان الضغط في مقياس تدفق الكتلة الحرارية وتوربينات الغاز .
• العيوب: مناسب بشكل أفضل للغازات النظيفة والجافة، حيث يمكن للرطوبة أو الأوساخ أن تؤثر على مستشعر تدفق الغاز.
• الأفضل لـ: هذه التقنية مثالية لمجموعة واسعة من تطبيقات عدادات تدفق الكتلة الحرارية، بما في ذلك القياس الفرعي للغاز الطبيعي ، وقنوات الهواء ، ومراقبة الهواء المضغوط، والميثان ، وقياس غازات محددة مثل ثاني أكسيد الكربون ، والنيتروجين، والأرجون، والغاز الحيوي . كما يمكن تهيئتها كوحدة تحكم في تدفق الكتلة الحرارية .

2. عدادات تدفق كتلة كوريولي للغاز

• المبدأ: يقيس تدفق الكتلة بشكل مباشر عن طريق استشعار قوة التواء السائل (تأثير كوريوليس) أثناء تحركه عبر الأنابيب المهتزة.
• الإيجابيات: الأكثر دقة، يقيس تدفق الكتلة بشكل مباشر، لا يتأثر بتركيب الغاز، مناسب جدًا لقياس الغاز عالي الضغط.
• العيوب: تكلفتها مرتفعة في البداية وقد يكون لها انخفاض ضغط أكبر من العدادات الحرارية، كما أنها ليست جيدة لقياس الضغط المنخفض أو كثافة الغاز المنخفضة.
• الأفضل لـ: يُعدّ مقياس تدفق الغاز كوريوليس مثاليًا لنقل الغازات مثل الغاز الطبيعي والغاز الطبيعي المضغوط (CNG) ، ولقياس الغازات السامة والصعبة مثل الكلور بأمان. كما يُعدّ خيارًا رائدًا في تطبيقات قياس تدفق النيتروجين والهيليوم .

3. عدادات تدفق الدوامة للغاز

تتميز أجهزة قياس تدفق الدوامة بقوة كبيرة وتنوعها، مما يجعلها خيارًا شائعًا لقياس الغاز والبخار للأغراض العامة.

• المبدأ: الجسم الخشن في مسار التدفق يصنع الدوامات (الدوامات) بمعدل يتناسب بشكل مباشر مع سرعة الغاز.
• الإيجابيات: لا يحتوي على أي أجزاء متحركة، وهو متين للغاية، ويتحمل درجات الحرارة والضغوط العالية بكفاءة، ويمكنه قياس مجموعة واسعة من الغازات. يُعد مقياس تدفق الغاز الدوامي خيارًا مفضلًا للمنشآت نظرًا لمزاياه العديدة .
• العيوب: يحتاج إلى سرعة تدفق دنيا للعمل وخطوط أنابيب طويلة ومستقيمة، وغير مناسب لقياس الغاز منخفض التدفق.
• الأفضل لـ: الاستخدامات الخدمية مثل مقياس تدفق الهواء الدوامي أو قياس البخار والغازات العملية الأخرى حيث لا تكون الدقة هي الشيء الأكثر أهمية.

4. عدادات تدفق توربينات الغاز

تُعدّ عدادات التوربينات الخيار التقليدي لنقل الغاز الطبيعي بدقة عالية. للحصول على لمحة عامة، من المفيد معرفة بعض المعلومات حول عدادات تدفق توربينات الغاز .

• المبدأ: يُدير تدفق الغاز دوارًا متعدد الشفرات (توربينًا). وتتناسب سرعة الدوران طرديًا مع سرعة الغاز.
• المزايا: دقة عالية وإمكانية تكرار، وتكنولوجيا مفهومة جيدًا، وهي مطلوبة غالبًا بموجب المعايير التعاقدية لفاتورة الغاز.
• العيوب: تتطلب الأجزاء المتحركة الصيانة، ويمكن أن تتلف بسبب الغاز المتسخ أو الرطب، ويتأثر الأداء بتغيرات الضغط / درجة الحرارة إذا لم يتم تعويضها.
• الأفضل لـ: نقل الغاز الطبيعي النظيف والجاف. للاطلاع على طرازات محددة، يُرجى مراجعة مقياس تدفق توربينات الغاز من سلسلة SGW-D مع تصحيح درجة الحرارة والضغط .

5. عدادات التدفق للضغط التفاضلي (DP)

تعتبر أجهزة قياس DP طريقة مجربة وموثوقة تعمل بشكل جيد في ظروف قاسية للغاية.

• المبدأ: انسداد، مثل صفيحة فتحة أو أنوبار، يُسبب انخفاضًا في الضغط. يقيس جهاز إرسال هذا الانخفاض ويقارنه بمعدل التدفق.
• الإيجابيات: يمكنه التعامل مع درجات حرارة وضغوط عالية جدًا، ويعمل مع أي غاز، وهو جيد للأنابيب الكبيرة جدًا.
• السلبيات: أقل دقة، ونسبة تخفيض محدودة، ويسبب انخفاضًا دائمًا في الضغط في الخط.
• الأفضل لـ: قياس تيارات الغاز المتسخة أو التي يصعب الوصول إليها، مثل الغاز الحيوي الرطب أو غاز المداخن الخام، غالبًا في القنوات الكبيرة.

6. مقياس دوار الأنابيب المعدنية للغاز (مساحة متغيرة)

إذا كنت تحتاج فقط إلى مؤشر موضعي بسيط لمعدل تدفق الغاز ولا تحتاج إلى إشارة إلكترونية (مثل 4-20 مللي أمبير )، فإن جهاز قياس التدفق الدوار خيار جيد. ومع ذلك، تُطوّر شركة silverinstruments.com أيضًا جهاز قياس تدفق دوار مزودًا بأجهزة إرسال.

الفكرة هي أن الغاز المتحرك لأعلى عبر أنبوب مدبب يرفع عوامة. ارتفاع العوامة يساوي معدل التدفق.

• الإيجابيات: سهل الاستخدام، ولا يحتاج إلى أي طاقة خارجية، ومصنوع بالكامل من المعدن، لذا فهو قوي.
• العيوب: أقل دقة ويظهر فقط معلومات معدل التدفق المحلي (ما لم تتم إضافة جهاز إرسال)، ويحتاج إلى قيمة ثابتة لدرجة حرارة الغاز وضغطه لإنتاجه.
• الأفضل لـ: تطبيقات تطهير الغاز، ومراقبة زلاجات المعدات محليًا، وإظهار تدفق الغاز العام باستخدام مقياس تدفق الغاز.

7. أجهزة قياس تدفق الغاز بالموجات فوق الصوتية

تعد أجهزة قياس تدفق الغاز بالموجات فوق الصوتية طريقة عالية التقنية لقياس الأشياء، وخاصة في الأنابيب الكبيرة.

• كيف يعمل: يقيس المدة التي تستغرقها نبضة فوق صوتية للتحرك مع أو ضد تدفق الغاز. يمكنك معرفة سرعة الغاز من خلال النظر إلى فارق التوقيت.
• الإيجابيات: لا يوجد انسداد أو انخفاض في الضغط، ويمكن أن يكون دقيقًا للغاية، ويعمل بشكل أفضل مع الأنابيب الكبيرة.
• السلبيات: سعره مرتفع وهو حساس للأوساخ والرطوبة الموجودة في الغاز.
• الأفضل لـ: نقل الحراسة لخطوط أنابيب الغاز الطبيعي ذات القطر الكبير.

إيجاد حلول لمشاكل محددة في قياس الغاز

قياس تدفق الغازات المسببة للتآكل

لقياس الغازات المسببة للتآكل، مثل الكلور الرطب، وكبريتيد الهيدروجين (H₂S) ، والأوزون ، يجب اختيار المواد المناسبة بعناية فائقة. يُعدّ مقياس تدفق الكتلة الحرارية المزود بمستشعر من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L أو هاستيلوي خيارًا شائعًا. كبديل، تتوفر مقاييس تدفق كوريوليس بمواد مبللة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، والتنتالوم، والتيتانيوم، وهاستيلوي، مما يجعلها مناسبة لقياس الغازات المسببة للتآكل. ومع ذلك، فإن تكلفتها مرتفعة نسبيًا.

الضغط العالي والمنخفض

غالبًا ما تكون التطبيقات القياسية منخفضة الضغط، ولكن بعض العمليات، مثل توزيع الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) أو نقل الهيدروجين، تتطلب ضغوطًا عالية جدًا. في هذه الحالات، يُعدّ التصميم الميكانيكي وتصنيف الضغط لجهاز القياس أمرًا بالغ الأهمية. لقياس تدفق الغاز عالي الضغط، غالبًا ما نختار مقاييس تدفق كوريوليس، أو مقاييس تدفق الدوامات، أو مقاييس التدفق الدوارة ذات الأنابيب المعدنية.

قنوات كبيرة ومعدلات تدفق منخفضة للغاز

لقياس تدفق الغاز في الأنابيب أو القنوات الكبيرة ، يُعدّ مقياس تدفق الغاز المُدخل الحل الأكثر عمليةً وفعاليةً من حيث التكلفة. على العكس، بالنسبة لمقياس تدفق الغاز المُختبري المُستخدم في البحث والتطوير، يلزم مقياس تدفق غاز مُتخصص منخفض التدفق لقياس الكميات الدقيقة بدقة، مثل وحدات التدفق مل/دقيقة .

التثبيت: مدمج مقابل عن بُعد

تتوفر معظم التقنيات كوحدة مدمجة متكاملة. ومع ذلك، في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية أو المواقع التي يصعب الوصول إليها، يُعدّ عداد الغاز الذي يُقرأ عن بُعد والمزوّد بمستشعر وجهاز إرسال منفصلين هو التكوين الأمثل.

تطبيقات مقياس تدفق الغاز عبر الصناعات

يمكن لأي شركة تقريبًا إصلاح المشكلات باستخدام مقياس تدفق الغاز الإلكتروني المناسب.

الغاز الطبيعي وغازات الوقود

هذا هو أوسع التطبيقات، من رأس البئر إلى المستخدم النهائي. تُستخدم أنواع محددة من عدادات تدفق الغاز الطبيعي ، مثل عدادات التوربينات وعدادات كوريويس، لنقل بيانات التخزين، بينما تُعد عدادات الكتلة الحرارية مثالية للقياس الفرعي. تُعد عدادات كوريويس الخيار الأمثل لقياس غازات الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) وغاز البترول المسال (LPG) . نوفر أحجامًا مختلفة، منها عدادات الغاز الطبيعي بقياس بوصتين ، وعدادات توربينات الغاز بقياس 6 بوصات، وعدادات توربينات الغاز بقياس 8 بوصات ، وعدادات 12 بوصة ، وغيرها.

الغازات للصناعة والأغراض الخاصة

تعتمد عمليات التصنيع على القياس الدقيق للغازات الصناعية، مثل النيتروجين والأرجون وثاني أكسيد الكربون. وهذا مجال شائع لتطبيقات مقاييس التدفق الحراري في قياس تدفق الغاز ، مثل مراقبة تدفق غاز الأرجون .

مراقبة الهواء المضغوط

استخدام الهواء المضغوط مكلف للغاية. تُعد عدادات تدفق الكتلة الحرارية أفضل طريقة لمراقبة استهلاك الطاقة، واكتشاف التسريبات، وتوزيع التكاليف في المبنى.

الغاز الحيوي والبيئة

من الضروري قياس غازات الاشتعال وغازات المداخن للامتثال للقواعد البيئية. تُعدّ عدادات الكتلة الحرارية مثاليةً لهذا الغرض. كما أنها المعيار لقياس مخرجات أجهزة الهضم في تطبيقات عدادات تدفق الغاز الحيوي .

طلب عرض أسعار لأجهزة قياس تدفق الغاز

1️⃣ما هي أنواع عدادات تدفق الغاز المتوفرة؟
الإجابة: تشمل الأنواع الشائعة مقاييس تدفق الكتلة الحرارية، ومقاييس تدفق كتلة كوريوليس، ومقاييس تدفق الدوامات، ومقاييس المساحة المتغيرة (الروتاميتر)، ومقاييس تدفق الضغط التفاضلي. يعتمد الاختيار على نوع الغاز، ونطاق التدفق، والضغط، ودرجة الحرارة، والدقة المطلوبة.

2️⃣كيف أختار مقياس تدفق الغاز المناسب لتطبيقي؟
الإجابة: يجب مراعاة معايير مثل تركيب الغاز، ومعدل التدفق، والضغط، ودرجة الحرارة، وحجم الأنبوب، وموقع التركيب، بالإضافة إلى ميزانيتك. إذا كان الغاز نظيفًا وجافًا، فإن مقياس تدفق الكتلة الحرارية مناسب. أما بالنسبة للغازات عالية الضغط أو المختلطة، فتُعد مقاييس تدفق كوريوليس أو الدوامة خيارين أفضل.

3️⃣هل يمكن لمقياس تدفق الغاز قياس غازات مختلفة؟
الإجابة: يمكن لبعض مقاييس التدفق مثل كوريوليس أو مقاييس تدفق الكتلة الحرارية قياس غازات متعددة، ولكن يلزم إجراء بعض الإعدادات على أجهزة إرسال الغاز عند تغيير نوع الغاز لمقياس تدفق الكتلة الحرارية

4️⃣ما هو الفرق بين مقياس تدفق كتلة الغاز ومقياس التدفق الحجمي؟
الإجابة: يقيس مقياس تدفق الكتلة معدل تدفق الكتلة مباشرةً (مثلاً، كجم/ساعة، نيوتن متر مكعب/ساعة)، بغض النظر عن درجة الحرارة والضغط. يقيس مقياس التدفق الحجمي الحجم الفعلي (مثلاً، متر مكعب/ساعة)، والذي يتغير بتغير الضغط ودرجة الحرارة. لمزيد من التفاصيل، يُرجى مراجعة الرابط أعلاه: المبدأ الأساسي: التدفق الفعلي مقابل التدفق القياسي (الحجمي مقابل الكتلة).

5️⃣هل يمكن استخدام مقياس تدفق الغاز للغازات المسببة للتآكل؟
الإجابة: نعم، بشرط توافق المواد المبللة. تُصنع عدادات تدفق كوريوليس من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، أو هاستيلوي، أو التيتانيوم، أو التنتالوم، وهي مناسبة للغازات المسببة للتآكل. كما يُمكن استخدام عداد تدفق أنبوبي معدني مزود ببطانة من مادة PTFE لقياس الغازات المسببة للتآكل.

6️⃣ما هو طول الأنبوب المستقيم المطلوب لتثبيت عداد تدفق الغاز؟
الإجابة: يعتمد ذلك على النوع. على سبيل المثال، تحتاج عدادات التدفق الدوامية والتفاضلية إلى مسارات مستقيمة بطول 10 أبعاد في اتجاه المنبع و5 أبعاد في اتجاه المصب. عادةً ما تتطلب عدادات كوريوليس أطوالًا مستقيمة دنيا.

7️⃣ما مدى دقة مقياس تدفق الغاز؟
إجابة:
تختلف الدقة حسب النوع:
كوريوليس: ±0.5%
الكتلة الحرارية: ±1-2% من القراءة
الدوامة: ±1%
المساحة المتغيرة: ±2–5%

8️⃣كيف أقوم بتحويل وحدات تدفق الغاز بين م³/ساعة و نيوتن م³/ساعة؟
الإجابة:استخدم الصيغة:

وهذا يعوض عن اختلافات درجة الحرارة والضغط.

هل يمكن لمقياس تدفق الغاز التعامل مع معدلات تدفق منخفضة للغاية؟
الإجابة: نعم. تُعد مقاييس تدفق الكتلة الحرارية ومقاييس تدفق كوريوليس مثالية لمعدلات التدفق الصغيرة أو الدقيقة، كما هو الحال في المختبرات أو تطبيقات توزيع الغازات.

الخاتمة: اختيار شريكك في قياس الغاز

يُعد اختيار مقياس تدفق الغاز الرقمي المناسب من بين الأنواع العديدة المتاحة قرارًا هندسيًا حاسمًا يعتمد على تحليل شامل لتطبيقك وميزانيتك. في حين أن مقياس التوربينات قد يكون مثاليًا لنقل الغاز الطبيعي، فإن مقياس الكتلة الحرارية هو الخيار الأمثل لمراقبة الهواء المضغوط. يُعد مقياس كوريوليس خيارًا لا يُضاهى لتحقيق أعلى دقة عبر أوسع نطاق من الغازات. يمكنك معرفة المزيد من خلال قراءة خمسة أمور يجب مراعاتها قبل اختيار مقياس تدفق الغاز .
في شركة سيلفر أوتوميشن إنسترومنتس، نتخصص في تقديم حلول متكاملة لقياس تدفق الغاز. يستطيع مهندسونا ذوو الخبرة تحليل عملياتكم واقتراح جهاز قوي وموثوق ودقيق مصمم خصيصًا للتحديات الفريدة لتطبيقكم. للاطلاع على أسعار عدادات تدفق الغاز أو استشارة مفصلة، تواصلوا مع فريقنا اليوم.