مقياس التدفق المغناطيسي المستخدم في إمدادات المياه والصرف ومعالجة المياه

لماذا نحتاج إلى قياس المياه؟

الماء عنصر أساسي لا غنى عنه لبقاء الإنسان. ومع تطور المجتمعات البشرية، تزداد الحاجة إلى استهلاك كميات كبيرة من المياه في الحياة والإنتاج. إلا أن موارد المياه على الأرض محدودة، وخاصة في الدول التي تعاني من شح المياه، حيث يشعر المزيد من الناس بنقصها، مما يؤثر سلبًا على حياتهم وأنشطتهم الإنتاجية. لذا، بات من الضروري والملحّ تعزيز إدارة موارد المياه، وتوزيعها بشكل رشيد، وترشيد استهلاكها.
في الوقت نفسه، ومع التطور الصناعي السريع والزيادة السكانية المتسارعة، يتزايد التلوث البيئي في المناطق السكنية يومًا بعد يوم، ويُعدّ تلوث المياه خطيرًا بشكل خاص. لا يقتصر تأثير تلوث المياه على تقليل كمية موارد المياه المتاحة فحسب، بل يُغيّر أيضًا من جودتها، مما يؤثر بشكل مباشر على صحة الإنسان. ولذلك، أصبح التحكم في تصريف مياه الصرف الصحي ومعالجتها من أهم أولويات المجتمع.
يُعدّ مفهوم الكمية أساسيًا في إدارة وتوزيع موارد المياه، وفي التحكم في تصريف مياه الصرف الصحي، أي في ضبط استخراج المياه. ولا يقتصر قياس المياه على كونه ضرورة للتحكم في عمليات الإنتاج الصناعي فحسب، بل الأهم من ذلك، أن المياه أصبحت سلعة، وسيُشكّل قياسها أساسًا لتسوية المعاملات التجارية. لذا، تُفرض متطلبات أعلى على أجهزة قياس تدفق المياه فيما يتعلق بقياس حجم المياه. ويُعدّ اختيار جهاز قياس المياه علميًا وتطبيقه بشكل صحيح لتحقيق أقصى قدر من الفوائد الاقتصادية مسألةً جديرة بالاهتمام البالغ.

قياس التدفق بواسطة مقياس التدفق الكهرومغناطيسي

في صناعة المياه ومعالجة المياه، هناك العديد من الأدوات المستخدمة حاليًا لـ قياس تدفق المياه وهي: جهاز الخنق (صفيحة الفتحة، أنبوب فنتوري، أنبوب داور)، مقياس تدفق التوربين، مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية، مقياس التدفق الدوامي، مقياس التدفق الكهرومغناطيسي، إلخ. ولأن مقياس التدفق الكهرومغناطيسي هو مقياس تدفق غير مقاوم، فإن المستشعر يتمتع بنطاق واسع (من 1/2 بوصة إلى DN2000، والطلبات العادية 2 بوصة، 3 بوصة، DN100، DN200، مقياس تدفق المياه 10 بوصة، إلخ)، ونطاق واسع لقياس معدلات التدفق، ودقة عالية، وعبء صيانة منخفض، وقد تم استخدامه على نطاق واسع.
وفقًا لخصائص تدفق المياه ومتطلبات الحفاظ على المياه، وري الأراضي الزراعية، ومياه الصنبور، وإمدادات المياه البلدية والصرف الصحي، ومعالجة مياه الصرف الصحي وغيرها من الإدارات، فإن مقياس التدفق المغناطيسي أكثر ملاءمة لقياس تدفق المياه من مقاييس التدفق الأخرى.
تُستخدم قياسات تدفق المياه في إدارة الري بشكل أساسي في تخصيص موارد المياه وإدارتها، واستكمال قنوات الأنهار، وقياس كفاءة الطاقة الكهرومائية، بالإضافة إلى التحكم في الفيضانات، وإجراء تجارب النماذج الهيدروليكية، وغيرها من التطبيقات. تعتمد معظم تطبيقات قطاع الري على الجاذبية لتدفق المياه بشكل طبيعي، ويؤثر ضغط مقياس التدفق على كمية التدفق. تحتوي المياه الخام الطبيعية في الغالب على رواسب وأعشاب، وما إلى ذلك. لا تُعد مقاييس التدفق التوربينية، ومقاييس التدفق الدوامية، ومقاييس التدفق الخانقة ذات الأجزاء العائقة وفتحات توجيه الضغط مناسبةً لهذا الوسط. كما يصعب تطبيق مقياس التدفق فوق الصوتي ذي زمن العبور بنجاح بسبب تشتت وانكسار المواد الصلبة، ودقة قياس مقياس التدفق فوق الصوتي دوبلر المنخفضة التي لا تفي بمتطلبات القياس. مقياس التدفق الكهرومغناطيسي يُستخدم مقياس التدفق الكهرومغناطيسي على نطاق واسع في قطاع الري نظرًا لعدم تسببه في فقدان الضغط، ولأنه مقياس تدفق كهرومغناطيسي كامل الفتحة، ولا يتأثر بالطين أو الرمل أو الأعشاب الضارة، ويتميز بدقة قياس عالية. ومع التطور والتحسين المستمر لمرافق الري، تتسع آفاق ري الأراضي الزراعية. ستشهد أساليب الزراعة العلمية الجديدة، مثل الري بالرش والري بالتنقيط، تطورًا سريعًا. يُمكن استخدام مقياس التدفق الكهرومغناطيسي لمراقبة عملية الري، مما يُحقق أفضل النتائج بأقل تكلفة. وقد بدأ مقياس التدفق الكهرومغناطيسي يلعب دورًا هامًا في ري الأراضي الزراعية.
ترتبط صناعة المياه ارتباطًا وثيقًا بحياة سكان المدن، وتُعدّ ركيزة أساسية للتنمية الحضرية. يشمل قياس تدفق المياه في عملية الإنتاج الصناعي لمياه الصنبور قياس كمية المياه الخام الداخلة إلى المصنع. يُستخدم مقياس التدفق المغناطيسي للمياه لمقارنة تدفق المياه المُعالجة كأساس لإدارة الإنتاج والطاقة والتكاليف؛ كما يُستخدم هذا المقياس كأساس لحساب تكاليف المواد الخام في العديد من المواقع. يوفر قياس مياه المصانع بيانات دقيقة عن كمية المياه المُعالجة، بينما يوفر مستشعر التدفق المغناطيسي بيانات موثوقة لإدارة الطاقة ومراقبة الجودة في عملية الإنتاج. توفر عدادات تدفق المياه في شبكة المياه البلدية لدينا تحليلات بالغة الأهمية لإدارة جودة المياه والحفاظ على مواردها.
يُستخدم مقياس التدفق الكهرومغناطيسي للمياه أيضًا في نظام الجرعات في قياس تدفق مياه الصنبور، وخاصة في قياس محلول ملح الحديد أو البوليمر عالي الوزن الجزيئي في معالجة تنقية المياه، كما يمكننا القول أن مقياس التدفق المغناطيسي يمكن استخدامه أيضًا في معالجة المياه، ومقياس التدفق المغناطيسي للجرعات مخصص للمواد الكيميائية المستخدمة في معالجة المياه.
تستخدم شبكات الصرف الصحي البلدية أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي لقياس مياه الصرف الصحي المنزلية ومياه الأمطار. تحتوي مياه الصرف الصحي المنزلية على مواد معقدة، ويكون تدفقها في الغالب ذاتيًا وبمعدل تدفق منخفض.
بهدف تحسين البيئة وترشيد استهلاك المياه، أصبحت معدات معالجة مياه الصرف الصحي جزءًا لا يتجزأ من البنية التحتية للمدينة. يقيس مقياس التدفق المغناطيسي كمية مياه الصرف الصحي الداخلة والخارجة، بالإضافة إلى الحمأة المعالجة في محطة المعالجة، مما يُتيح حساب كفاءة المعالجة وتعديل معايير العملية لخفض التكاليف. كما يُساعد قياس كمية محلول الجرعات في نظام الجرعات على التحكم في جودة المعالجة. وتتطلب مراقبة مياه الصرف الصحي وإدارتها استخدام مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية.
يتفاوت نطاق قياس تدفق مياه الصنبور أو مياه الشرب ومياه الصرف الصحي البلدية بشكل طفيف للغاية. ستوفر شبكة أنابيب مياه الصنبور ومياه الصرف الصحي البلدية المصممة حديثًا مساحة كافية للتطوير المستقبلي. لذلك، فإن سرعة التدفق في شبكة الأنابيب الجديدة منخفضة جدًا بشكل عام [أقل من 0.5 متر/ثانية في الغالب، بل وفي حدود 0.1 متر/ثانية]. كما يختلف التدفق الفعلي اختلافًا كبيرًا باختلاف الفصول والليل والنهار. ولا يمكن تلبية هذا النطاق الواسع للقياس إلا باستخدام مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية.
تُمدّ شبكات مياه الصنبور والصرف الصحي والأنابيب البلدية في الغالب تحت الأرض، بينما تُركّب حساسات قياس التدفق في الغالب في آبار القياس الجوفية. ونظرًا لانخفاض مستوى هذه الآبار وسهولة غمرها بالمياه، غالبًا ما تكون الحساسات مغمورة في الماء. لذلك، يتطلب الأمر مستوى حماية أعلى للحساس، ويُستخدم عادةً معيار IP68.

أحجام مستشعرات التدفق المغناطيسي ونطاق التدفق

• مقياس تدفق مغناطيسي صغير الحجم، قطر داخلي 10 مم (3/8 بوصة)، 135-2700 لتر/ساعة
• DN15، مقياس مغناطيسي مقاس 1 بوصة، 5-100 LPM
• مقياس تدفق كهرومغناطيسي NB20، 3/4 بوصة، 2-40 جالون في الدقيقة
• مقياس تدفق الماء DN32mm، 1-1/4 بوصة، 20-400 لتر/دقيقة
• مقياس تدفق كهرومغناطيسي كامل الفتحة، DN40، 1-1/2 بوصة، 30-600 لتر/دقيقة
• مقياس تدفق كهرومغناطيسي بقطر DN50 (2 بوصة) من 3 إلى 60 متر مكعب/ساعة
• DN65، جهاز إرسال تدفق مغناطيسي 2-1/2 بوصة، 95-1902 جالون في الساعة
• عدادات تدفق مغناطيسية 80 مم، 3 بوصات، 143-2853 جالون في الساعة
• مقياس تدفق مغناطيسي DN100، 4 بوصة، 12-240 متر مكعب/ساعة
• NB125، عداد مياه مغناطيسي 5 بوصة، 12-247 قدم/دقيقة؛
• مقياس كهرومغناطيسي DN150، 6 بوصات، 8.3-167 لتر/ثانية
• مقياس تدفق مغناطيسي 200 مم، 8 بوصة، 15-300 لتر/ثانية
• مقياس تدفق مغناطيسي كبير الحجم DN250، 10 بوصات، معدل التدفق من 90 إلى 1800 متر مكعب في الساعة
• DN300، مقياس تدفق المياه المغناطيسي التناظري مقاس 12 بوصة، 120-2400 متر مكعب/ساعة؛
• مقياس التدفق المغناطيسي DN400، 16 بوصة كامل الفتحة، نطاق التدفق 225-4500 م3/ساعة؛
• مقياس تدفق كهرومغناطيسي DN500، 20 بوصة، 24-484 جالون في الثانية
• مقياس تدفق مغناطيسي بقطر 600 مم وطول 24 بوصة، نطاق القياس من 480 إلى 9600 متر مكعب/ساعة
• مقياس التدفق المغناطيسي كبير الحجم 700 مم، 28 بوصة، مقياس التدفق الكهرومغناطيسي يمكنه قياس 660-13200 م3/ساعة؛

ميزات مقياس التدفق المغناطيسي لصناعة المياه

قياس تدفق المياه بمعدلات منخفضة يتطلب إشارة ضعيفة وحساسية عالية لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي. الحد الأدنى لنطاق قياس هذا المقياس هو 0.5 متر/ثانية. يتميز مقياس التدفق الكهرومغناطيسي بحساسية ودقة عاليتين. وقد أثبتت التطبيقات العملية قدرته على القياس بثبات وموثوقية ودقة عالية لفترات طويلة عند معدلات التدفق المنخفضة.
يتميز مستشعر مقياس التدفق الكهرومغناطيسي ببنية ملحومة بالكامل، ومغلف بمادة مانعة للتسرب عالية الجودة، ويلبي متطلبات مستوى الحماية IP68. تعتمد بنية القطب الكهربائي على تصميم مزدوج الإغلاق لمنع التسرب. يستخدم المحول معالجًا دقيقًا مدمجًا 16 بت، يتميز بسرعة تشغيل عالية، ومعالجة رقمية كاملة، وقدرة فائقة على مقاومة التداخل، وقياس موثوق، ودقة عالية، ونطاق قياس تدفق يصل إلى 100:1، وإمكانية برمجة تردد الإثارة بموجة مستطيلة منخفضة التردد، مما يحسن استقرار قياس التدفق، ويقلل فقد الطاقة، كما أن استخدام معاملات الأجهزة الرقمية يجعل استبدال المستشعرات والمحولات سهلًا وموثوقًا.