العربية
مقياس تدفق السوائل هو جهاز يقيس معدل التدفق و/أو الكمية الإجمالية للسائل خلال فترة زمنية محددة. وهو جهاز يُستخدم لقياس تدفق السوائل في أنبوب مغلق أو قناة مفتوحة.
يُستخدم مقياس تدفق السوائل لقياس تدفق السوائل في أنبوب مغلق أو قناة مفتوحة
نظراً لاختلاف مبادئ القياس، لكل مقياس تدفق سائل ظروف تشغيل مثالية ومتطلبات تركيب خاصة به. وللحصول على نتائج قياس دقيقة، يجب اختيار مستشعر تدفق السائل المناسب، مع مراعاة أن موقع تركيب مقياس التدفق يجب أن يتوافق مع متطلبات القياس الخاصة به.
تعد مقاييس التدفق ذات الضغط التفاضلي، ومقاييس التدفق الدوامية، ومقاييس التدفق الكهرومغناطيسية، ومقاييس تدفق التوربينات، ومقاييس تدفق الكتلة من بين مقاييس التدفق الأكثر استخدامًا في مصانع البتروكيماويات.
مقياس التدفق التفاضلي ذو الفتحة
مقياس التدفق التفاضلي هو عائلة كبيرة من مقاييس التدفق. وبحسب أشكال أجهزة الخنق المختلفة، يُقسم إلى أنواع متعددة، مثل مقياس التدفق ذي الصفيحة المفتوحة، ومقياس التدفق ذي أنبوب فنتوري، ومقياس التدفق ذي الفوهة، ومقياس التدفق المتوازن، ومقياس التدفق ذي الوتد، وغيرها. تعتمد هذه المقاييس على مبدأ القياس نفسه، ولكنها تُصمم وفقًا لأشكال أجهزة الخنق المختلفة لتلبية احتياجات ظروف التشغيل المتنوعة. تُستخدم مقاييس التدفق التفاضلي على نطاق واسع في مصانع البتروكيماويات نظرًا لقدرتها العالية على التكيف، ونطاقها الواسع، وتشغيلها المستقر، وانخفاض معدل أعطالها، وقلة صيانتها. يُعد مقياس التدفق التفاضلي مقياسًا تقليديًا لتدفق السوائل، ويُستخدم غالبًا لقياس الماء، والديزل، والبنزين، وغيرها من السوائل.
يتميز مقياس التدفق الدوامي بنطاق ضبط واسع، ويمكن استخدامه لقياس تدفق مختلف الوسائط الصناعية، مثل الماء والكحول والحليب والديزل والكيروسين، وغيرها. مع ذلك، ونظرًا لأن دوامة كارمان تتطلب سرعة محددة للتوليد، فإن لمقياس التدفق الدوامي نقطة قطع صفرية عالية. ويُحدَّد الحد الأدنى للتدفق الذي يمكن لمقياس التدفق الدوامي قياسه برقم رينولدز، ومعدل تدفق السائل، ونسبة الإشارة إلى الضوضاء (اضطراب التردد). وتتأثر مقاييس التدفق الدوامية بتذبذبات السوائل والاهتزازات الميكانيكية. فإذا دخل تردد الاهتزاز ضمن نطاق تردد القياس للمقياس، فستحدث أخطاء منهجية وعشوائية.
مقياس التدفق المغناطيسي لقياس السوائل النظيفة أو المتسخة
يُصنع مقياس التدفق الكهرومغناطيسي وفقًا لمبدأ الحث الكهرومغناطيسي. تُناسب هذه المقاييس قياس تدفق معظم السوائل الموصلة، باستثناء الغازات والبخار. وهو مقياس تدفق رقمي للسوائل، يُستخدم لقياس تدفق السوائل المتسخة والدهنية ومياه الصرف الصحي غير المعالجة، ولب الورق، وسوائل الطين، كما يُستخدم لقياس تدفق المواد الكيميائية المسببة للتآكل، مثل حمض الهيدروكلوريك ، وحمض الكبريتيك، وهيدروكسيد الصوديوم، والكلوريد، ومياه الصنبور، ومحاليل كلوريد الألومنيوم والصوديوم، ونترات الفضة، وكلوريد الحديديك، وغيرها من السوائل الموصلة.
ينبغي مراعاة العوامل التالية عند استخدام مقياس التدفق الكهرومغناطيسي:
(1) يجب مراعاة موصلية السائل. ينبغي الرجوع إلى توصيات الشركة المصنعة لتحديد الحد الأدنى المطلوب للموصلية، والذي يتطلب عمومًا موصلية تتراوح بين 0.05 و20 ميكروسيمنز/سم؛ لذلك، فإن السوائل ذات الموصلية المنخفضة نسبيًا غير مناسبة، مثل الماء منزوع الأيونات والماء النقي، وما إلى ذلك.
ضع في اعتبارك موصلية السائل عند النظر في مقياس المغناطيسية
(2) اختيار مادة البطانة ، بشكل عام هناك العديد من المواد الاختيارية مثل PTFE و PFA والمطاط.
(2) اختيار مادة البطانة، بشكل عام هناك العديد من المواد الاختيارية مثل PTFE و PFA والمطاط.
يُعدّ البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) أكثر مواد التبطين شيوعًا. ونظرًا لعدم إمكانية لصقه بالسطح الداخلي للغلاف، فهو غير مناسب لظروف الفراغ. يُمكن استخدام بطانة البولي فلورو ألكيل (PFA) لقياس السوائل الصحية، مثل مياه الشرب والحليب والعصير، وتتحمل درجات حرارة أعلى. أما المطاط والنيوبرين والمطاط الطبيعي فهي أرخص أنواع البطانات، وتتميز بمقاومة أفضل للتآكل، ويمكن استخدامها لقياس المواد الصلبة العالقة أو المياه.
(3) عند اختيار مادة القطب الكهربائي لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي، لا ينبغي فقط مراعاة مقاومة التآكل للسائل المقاس، ولكن أيضًا تجنب تأثير سطح القطب الكهربائي.
أقطاب مقياس التدفق الكهرومغناطيسي
يُعد مقياس تدفق الكتلة كوريوليس مناسبًا لجميع السوائل، وهو مناسب بشكل خاص للسوائل المعقدة مثل الراتنجات والشراب والملاط وما إلى ذلك.
مقياس تدفق الكتلة كوريوليس - قياس جميع السوائل
تُشير عدادات التدفق الكتلي المذكورة في هذه المقالة إلى عدادات التدفق الكتلي من نوع كوريوليس. يُمكن استخدامها لقياس تدفق جميع أنواع السوائل تقريبًا. لا يؤثر تغير لزوجة السائل على قياس عداد التدفق الكتلي، لذا يُمكن استخدامه لقياس تدفق الطين والمستحلبات، وحقن المواد الكيميائية، ومزج الزيوت. ضمن نطاق الكثافة المسموح به للجهاز، لا يؤثر تغير الكثافة على قياس عداد التدفق الكتلي. لا يحتوي عداد التدفق على أجزاء متحركة، وهو مقاوم للتلف.
مستشعر مقياس تدفق كوريوليس بدون أجزاء متحركة
مقياس التدفق الكتلي كوريوليس هو مقياس عالي الدقة انتشر استخدامه عالميًا في أواخر ثمانينيات القرن الماضي. يعتمد هذا المقياس الإلكتروني على قوة كوريوليس المتولدة عند تدفق السائل عبر أنبوب متحرك لقياس معدل تدفقه الكتلي. يستطيع المقياس قياس معدل التدفق الكتلي ودرجة حرارة السائل في آنٍ واحد، بالإضافة إلى حساب إجمالي معدل التدفق الكتلي. تتمثل الميزة الأبرز لهذا المقياس الرقمي في قدرته على قياس معدل التدفق الكتلي والكثافة ودرجة حرارة السائل في الوقت نفسه، دون أن يتأثر بدرجة حرارة السائل أو ضغطه أو لزوجته أو موصليته أو حالته.
يتميز مقياس تدفق كوريوليس بأفضل دقة في العالم.
يمكن استخدام مقياس تدفق كوريوليس لقياس السوائل التالية: زيت التشحيم، الزيت عالي اللزوجة، الشراب، زيت الفول السوداني، البنزين، زيت الديزل، معجون الأسنان، الزبادي، الزيت الصالح للأكل، الزيت الهيدروليكي، المطاط، البارافين، الطلاء، الزيت عالي اللزوجة، المُكثِّف، الأسفلت، المُكثِّف، إلخ.
يقيس مقياس تدفق كوريوليس تدفق كتلة الكحول
عندما يتدفق السائل عبر مقياس تدفق التوربين، يدور الدوار. وترتبط سرعة دوران الدوار بسرعة السائل. ويُحسب التدفق الكلي من متوسط معدل تدفق السائل الذي يمر عبر الدوار. وتقيس مقاييس تدفق التوربين السوائل النظيفة بدقة.
يجب أن يكون السائل المرشح خالياً من الشوائب ومجهزاً بمرشح، ويمكن لمقياس تدفق التوربين السائل قياس الماء النقي، والمياه المعدنية، والإيثانول، والبيرة، والمياه المعدنية، ومياه التناضح العكسي، والمياه منزوعة الأيونات، والديزل ، والكيروسين، والكحول، وغيرها من السوائل النقية.
يُستخدم مقياس تدفق التوربين السائل لقياس السوائل النظيفة
تُستخدم مقاييس التدفق الدقيقة على نطاق واسع لقياس التدفقات المنخفضة بدقة في مختلف الصناعات، مثل السيارات والطيران والتعدين والطاقة والدهانات والبترول، وغيرها. تشمل تطبيقاتها الوقود ، وزيوت التشحيم، والكحول، والوقود الحيوي، والإيثانول، والشحوم، والمواد الرابطة، والأحبار ، والمبيدات الحشرية، والسوائل غير الموصلة التي تُضخ أو تُغذى بالجاذبية. كما تُستخدم في الإضافة الكمية، ولصق الروبوتات، والضغط الهيدروليكي، والمحركات الكبيرة، وحقن الزيت. يمكن أن تكون وحدة قياس التدفق الدقيقة للسوائل مل/دقيقة، أو مل/دقيقة أو سم مكعب/دقيقة.
ينبغي أن يراعي اختيار عدادات التدفق مجموعة متنوعة من العوامل بشكل شامل، وبشكل عام في الجوانب التالية:
(1) لضمان الاختيار الصحيح لمقياس التدفق، ينبغي مراعاة مجموعة متنوعة من معايير العملية بشكل شامل، مثل حالة السائل، ومعدل التدفق، والضغط، ودرجة الحرارة، والكثافة، واللزوجة في ظل ظروف التصميم الدنيا والطبيعية والقصوى. كما ينبغي مراعاة التغيرات في أوضاع التشغيل وظروف التشغيل غير الطبيعية، مثل بدء التشغيل، والتشغيل التجريبي، وظروف العملية في حالات الطوارئ؛
(2) هل هناك متطلبات عملية خاصة، مثل ما إذا كان هناك تدفق متعدد الأطوار، أو تركيبة سائلة خاصة، أو تآكل، أو تآكل، أو ما إذا كان السائل يحتوي على جزيئات صلبة، وما إلى ذلك؛
يجب تقديم تركيبة السائل إلى موقع silverinstruments.com
(3) مستشعر تدفق السائل المثبت في خط الأنابيب هو جزء من نظام خط أنابيب العملية، لذلك يجب أن يفي بمتطلبات المواد والدرجة لخط الأنابيب، ويجب أن يكون فقدان الضغط لمقياس التدفق أقل من الحد الأقصى لفقدان الضغط المسموح به بواسطة خط أنابيب العملية؛
يحتاج المستخدمون إلى التأكد من فقدان الضغط في مقياس التدفق
(4) متطلبات دقة القياس للجهاز. عادةً ما تتناسب دقة قياس التدفق واستقرار الجهاز طرديًا مع سعره. لا تتطلب جميع قياسات التدفق في أجهزة المعالجة دقة عالية. يُعد اختيار جهاز قياس التدفق المناسب وفقًا لمتطلبات الدقة وسيلة فعالة لتحسين الأداء من حيث التكلفة.
مقياس التدفق كوريوليس هو مقياس التدفق الأكثر دقة ولكنه أيضًا الأكثر تكلفة.
(5) متطلبات تركيب الجهاز. تختلف متطلبات تركيب أنواع عدادات تدفق السوائل المختلفة، مثل متطلبات قسم الأنبوب المستقيم، واهتزاز خط الأنابيب، واتجاه تدفق السائل، وما إلى ذلك.
تتطلب معظم عدادات تدفق السوائل أقسامًا كافية من الأنابيب المستقيمة، مثل عدادات التدفق الكهرومغناطيسية، وعدادات تدفق التوربينات، وعدادات تدفق الدوامات، وعدادات تدفق المساحة المتغيرة، وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن عدادات تدفق كوريوليس وعدادات تدفق الإزاحة الموجبة لا تتطلب أقسامًا من الأنابيب المستقيمة.
معظم عدادات التدفق تحتاج إلى أنابيب مستقيمة للتركيب
تتناول هذه المقالة بإيجاز بعض أنواع عدادات تدفق السوائل، مثل عدادات التدفق التفاضلي، وعدادات التدفق الدوامي، وعدادات التدفق الكهرومغناطيسي، وعدادات التدفق التوربيني، وعدادات التدفق الكتلي، وذلك لقياسات السوائل المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، تُعد عدادات التدفق فوق الصوتية، وعدادات التدفق الدوارة، وعدادات تدفق السوائل (مل/دقيقة)، وعدادات تدفق السوائل الدقيقة، وعدادات التدفق الإزاحي الموجب، وغيرها، من أدوات قياس تدفق السوائل الشائعة الاستخدام.
في التطبيقات العملية، توجد أنواع عديدة من عدادات تدفق السوائل، لكل منها خصائص أدائها وظروف تشغيلها ومتطلبات تركيبها الخاصة. لذا، ينبغي مراعاة عوامل مثل ظروف العملية، وحالات الاستخدام، وظروف التركيب، والجدوى الاقتصادية بشكل شامل عند تصميم عدادات التدفق.
