أنواع عدادات تدفق الأكسجين (O2) وأدلة الاختيار

ما الذي يجب أن أضعه في الاعتبار عند قياس تدفق الأكسجين؟

يكمن جوهر قياس معدل تدفق الأكسجين في "السلامة والدقة والقدرة على التكيف مع ظروف العمل".

مقياس تدفق الأكسجين الخالي من الزيت والمعتمد من ATEX

يتطلب قياس تدفق غاز الأكسجين مقياس تدفق معتمد من ATEX

السلامة هي الشرط الأساسي. الأكسجين غازٌ مساعدٌ للاحتراق، وقد يُسبب خطراً عند ملامسته للشحوم والشوائب. لذا، يجب أن تستوفي عدادات التدفق متطلبات النظافة الخالية من الزيوت، وأن تكون المادة المصنوعة منها متوافقة مع الأكسجين، وأن يكون عداد التدفق معتمداً من قبل ATEX.

مقياس دقيق لقياس تدفق الأكسجين

تُعد دقة قياس الغاز مهمة للغاية أيضًا، حيث تتطلب السيناريوهات المختلفة نطاقات خطأ مختلفة؛ يتطلب الإنتاج الصناعي عادةً دقة تتراوح من ± 1% إلى ± 2.5%.

قم بمطابقة مقياس تدفق الأكسجين مع الظروف

من الضروري اختيار النوع المناسب بناءً على معايير مثل حالة الأكسجين (أكسجين غازي/سائل)، والضغط، ودرجة الحرارة، ونطاق التدفق، وما إلى ذلك، لتجنب فشل القياس أو تلف المعدات الناتج عن ظروف التشغيل غير المتطابقة.

ما هي الأنواع الرئيسية لأجهزة قياس تدفق الأكسجين؟

في الوقت الحاضر، تنقسم أجهزة قياس تدفق الأكسجين السائدة بشكل رئيسي إلى ثلاثة نماذج أساسية، لكل منها سيناريوهات تكيف واضحة ومزايا فريدة، والتي يمكنها تغطية احتياجات قياس معظم الأكسجين الغازي؛

وفي الوقت نفسه، تتوفر أيضاً نماذج متخصصة لظروف العمل الخاصة لضمان إجراء قياسات دقيقة وآمنة في سيناريوهات مختلفة.

مقياس التدفق الكتلي الحراري لقياس تدفق الأكسجين

مقياس التدفق الكتلي الحراري لغاز الأكسجين

كيف يعمل مقياس التدفق الكتلي الحراري لغاز الأكسجين؟

مقياس تدفق الغاز الحراري من سلسلة SRK-100، أداة متعددة الاستخدامات لقياس الأكسجين الغازي. تكمن ميزته الأساسية في قابليته العالية للتكيف وسهولة استخدامه. يعتمد مبدأ عمله على استشعار فقدان الحرارة أثناء تدفق الأكسجين عبر عناصر التسخين ومستشعرات درجة الحرارة، ثم تحويله إلى بيانات تدفق.

ما هي مزايا استخدام مقياس التدفق الكتلي الحراري لغاز الأكسجين؟

• إنه مناسب لظروف التدفق الصغيرة والمتوسطة - سواء كان معدل تدفق صغير ومتوسط تقليدي من عدة أمتار مكعبة إلى عشرات الأمتار المكعبة في الساعة، أو سيناريو معدل تدفق صغير يصل إلى 10 سم مكعب في الدقيقة، فإنه يمكنه إخراج البيانات بشكل مستقر.
• يمكنه رصد تقلبات التدفق في الوقت الفعلي، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لعمليات الإنتاج الصناعية التي تتطلب مراقبة ديناميكية للتدفق؛
• إن فقدان الضغط ضئيل ولن يؤثر تقريبًا على توازن الضغط الكلي لنظام توصيل الأكسجين.
• يمكن اختيار طرق تركيب متعددة بمرونة، مثل إدخال مقياس تدفق الأكسجين أو تركيبه عبر الأنابيب.
• سهولة الصيانة، لا يتطلب الأمر سوى التنظيف المنتظم لمسبار الاستشعار، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل والصيانة.
• كما أنه يتكيف مع ظروف الضغط المختلفة، ويعمل بكفاءة في بيئات الضغط المتوسط والعالي، بدءًا من الضغط الجوي وحتى عشرات البارات. وتُصنع الأجزاء الرطبة لمستشعر تدفق غاز الأكسجين في الغالب من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، مما يلبي تمامًا متطلبات التنظيف الخالي من الزيوت ومنع التآكل لقياس الأكسجين.

مقياس تدفق الأكسجين ذو الأنبوب المعدني لقياس تدفق الأكسجين

مقياس تدفق غاز الأكسجين

كيف يعمل مقياس التدفق الدوراني لقياس تدفق الأكسجين؟

يُعدّ مقياس التدفق الدوراني ذو الأنبوب المعدني من أكثر المقاييس العملية لقياس الأكسجين، ويُفضّل لبساطة تركيبه وانخفاض تكلفته. يعتمد مبدأ قياسه على توازن الطفو والجاذبية، ويُشير موضع ارتفاع الدوّار داخل الأنبوب المعدني المخروطي إلى معدل التدفق. تتميز قراءته بالوضوح والسهولة، حيث يمكن للمشغلين في الموقع قراءة البيانات بسرعة دون الحاجة إلى تدريب متخصص.

ما هي مزايا استخدام مقياس التدفق ذي المساحة المتغيرة للأكسجين؟

يُعدّ هذا النوع من مقاييس التدفق مناسبًا بشكل خاص لقياس معدلات التدفق المنخفضة إلى المتوسطة عند درجة حرارة وضغط الغرفة، مثل مراقبة معدل تدفق الأكسجين الخارج من معدات إنتاج الأكسجين الصغيرة، والتحكم في معدل تدفق الأكسجين في فروع التوزيع في ورش العمل. ويتراوح نطاق القياس عادةً بين 0.1 متر مكعب و100 متر مكعب في الساعة، ما يكفي لتلبية احتياجات الأكسجين لمعظم الأجهزة الصغيرة والمتوسطة الحجم.

يتكون الغلاف الخارجي والأنبوب الداخلي في الغالب من مادة الفولاذ المقاوم للصدأ، والتي تتميز بمقاومة عالية للتآكل ويمكنها التكيف مع التآكل الحمضي القاعدي الطفيف في البيئات الصناعية؛ علاوة على ذلك، فإن معدل الفشل منخفض للغاية، حيث أن الدوار والأنبوب المخروطي هما المكونان الأساسيان فقط، واللذان لا يتطلبان تقريبًا أي صيانة أو استبدال متكرر، ولديهما مزايا واضحة في التحكم في التكاليف.

ما الذي يجب ملاحظته عند قياس الأكسجين باستخدام مقياس التدفق الدوراني؟

مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هذا الجهاز أنسب للقياس في ظل ظروف تشغيل مستقرة. ففي حال حدوث تقلبات حادة في الضغط أو تغيرات مفاجئة في معدل التدفق، ستتأثر دقة القياس إلى حد ما. لذا، فهو أنسب لسيناريوهات المراقبة الروتينية التي لا تتطلب استجابة ديناميكية عالية.

مقياس تدفق دوامي لمقياس تدفق الأكسجين

مقياس تدفق دوامي لغاز الأكسجين

كيف يقيس مقياس تدفق الدوامة تدفق غاز الأكسجين؟

يُعد مقياس التدفق الدوامي من أهم أدوات قياس الأكسجين عالي التدفق، إذ يتميز بدقة عالية ونطاق واسع. ويعتمد في عمله على ظاهرة دوامات كارمان الناتجة عن تدفق السائل عبر مولد الدوامات، حيث يلتقط تردد هذه الدوامات بواسطة أجهزة استشعار، ثم يحوله إلى معدل تدفق.

ما هي مزايا استخدام مقياس التدفق الدوامي لقياس الأكسجين؟

• إن مبدأ مقياس التدفق الدوامي يجعله مستقرًا في ظل ظروف التدفق العالي - يمكن أن يغطي النطاق من 10 أمتار مكعبة إلى آلاف الأمتار المكعبة في الساعة، مما يلبي احتياجات مراقبة توصيل الأكسجين عالي التدفق في السيناريوهات الصناعية مثل مصانع الكيماويات الكبيرة ومصانع الصلب.
• يتميز بدقة قياس عالية، تصل عادةً إلى ± 1% من النطاق الكامل، وقابلية تكرار جيدة، وانحراف بيانات صغير في ظل التشغيل طويل الأمد، ولا يتأثر بالتقلبات الطفيفة في درجة حرارة الغاز وضغطه.
• يمكنه التكيف مع ظروف العمل ذات الضغط العالي (حتى عشرات البارات أو حتى أعلى) ودرجة الحرارة العالية (عادة من -40 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية)، ويتمتع بثبات متميز في البيئات الصناعية المعقدة.
• أجزاء مستشعر مقياس التدفق الدوامي لا تحتوي على أجزاء متحركة، لذا فهي تتميز بانخفاض التآكل والتمزق، وعمر خدمة طويل عند أخذ القياس الحجمي للأكسجين.
• مقياس تدفق الغاز الرقمي للأكسجين: تدعم أجهزة إرسال تدفق Vortex إشارات إخراج متعددة مثل 4-20 مللي أمبير/نبضة/تردد/MODBUS RTU وHART، مما يسهل الاتصال بنظام التحكم المركزي للمراقبة عن بعد.
• خيار مزود بتعويض متكامل لدرجة الحرارة والضغط، والذي يمكنه رؤية درجة حرارة الأكسجين والضغط ومعدل التدفق ومعلومات التدفق الكلي مباشرة من الشاشة الرقمية.

يوجد حاليًا ثلاثة أنواع رئيسية من عدادات تدفق الأكسجين الشائعة، ولكل منها سيناريوهات استخدام خاصة بها: عدادات تدفق الغاز الحراري مناسبة لقياس الأكسجين الغازي، وخاصة في ظروف التدفق الصغيرة والمتوسطة، وتتميز بسرعة استجابة عالية، وفقدان ضغط منخفض، وسهولة التركيب والصيانة؛ عداد تدفق الأنبوب المعدني الدوار يتميز ببنية بسيطة وتكلفة معتدلة، وهو مناسب لقياس معدلات التدفق المتوسطة والمنخفضة في درجة حرارة وضغط الغرفة، مع قراءات واضحة ومقاومة قوية للتآكل؛ عداد تدفق الدوامة مناسب لقياس تدفق الأكسجين الغازي العالي، ويتميز بدقة عالية، ونطاق واسع، وقابلية للتكيف مع ظروف الضغط ودرجة الحرارة العالية، واستقرار جيد.

كيفية قياس معدل تدفق الأكسجين المنخفض مثل 10 سم مكعب في الدقيقة؟

مقياس/متحكم تدفق غاز الأكسجين ذو التدفق المنخفض للغاية

يتطلب قياس معدلات تدفق الأكسجين المنخفضة (مثل 1 سم مكعب/دقيقة، 10 سم مكعب/دقيقة، 100 سم مكعب/دقيقة، وما إلى ذلك) توازنًا بين الدقة وقدرة التحكم، ويُعدّ مقياس تدفق الغاز الحراري الصغير مع وحدة تحكم الخيار الأمثل. يستخدم هذا النوع من الأجهزة مبدأ الانتشار الحراري لتحقيق قياس دقيق من خلال استشعار التغيرات الحرارية أثناء تدفق الغاز. يمكن أن يصل نطاق القياس إلى 0-1 لتر/ساعة، وتصل دقة القياس إلى ± 1% من النطاق الكامل، مما يلبي احتياجات المختبرات، والمعدات الطبية، وأوعية التفاعل الصغيرة، وغيرها من التطبيقات. في الوقت نفسه، تتيح وحدة التحكم المتكاملة في التدفق تنظيم تدفق غاز الأكسجين بدقة عالية ومباشرة دون الحاجة إلى وحدات تحكم إضافية، مما يُسهّل عملية التشغيل. يتميز الجهاز بصغر حجمه، وقلة متطلبات مساحة التركيب، مما يجعله مناسبًا لظروف العمل الضيقة.

كيفية قياس معدل تدفق الأكسجين السائل (LOX)؟

قياس تدفق الأكسجين السائل المبرد

يتميز الأكسجين السائل بانخفاض درجة حرارته إلى أدنى حد (حوالي -183 درجة مئوية) وسهولة تحوّله إلى غاز. لا تتحمل عدادات التدفق التقليدية درجات الحرارة المنخفضة للغاية، مما يستدعي استخدام عدادات تدفق كوريوليس المتخصصة. يعتمد هذا النوع من عدادات التدفق على مبدأ قياس التدفق الكتلي، وهو مبدأ لا يتأثر بتغيرات درجة الحرارة أو الضغط أو الكثافة، ويمكنه العمل بثبات في بيئات درجات الحرارة المنخفضة للغاية. يُنصح باختيار سبيكة فولاذية مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة كمادة تصنيع لتجنب التشقق الهش الناتج عن درجات الحرارة المنخفضة؛ كما يجب أن يتمتع التصميم الهيكلي بأداء عزل جيد لمنع تأثير تبخر الأكسجين السائل على القياس.

في الوقت نفسه، من الضروري تلبية معايير التنظيف الخالية من الزيوت، والقضاء على مخاطر السلامة، وأن يتم استخدامها على نطاق واسع في تخزين الأكسجين السائل ونقله والصناعات الكيميائية والفضاء وغيرها من الصناعات لمراقبة تدفق الأكسجين السائل.

ما هي المعايير الفنية التي يجب التحقق منها عند اختيار مقياس تدفق الأكسجين؟

بالإضافة إلى الوظائف الأساسية، ينبغي أن يركز الاختيار على التحقق من المعايير التالية:

• يجب أن يغطي نطاق القياس نطاق التدفق الفعلي المستخدم، ويحتاج المستخدمون إلى تزويد مهندسي silverinstruments.com بالحد الأدنى للتدفق والتدفق العادي والحد الأقصى للتدفق لتحديد حجم مستشعر تدفق الأكسجين المناسب، لتجنب التأثير على الدقة إذا كان النطاق كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا؛
• يتم تحديد مستوى الدقة من خلال مبدأ مقياس التدفق، باستخدام النطاق ودرجة حرارة التشغيل والضغط، مع مشاهد صناعية تتراوح من ± 1.5٪ إلى ± 2.5٪، ومتطلبات الدقة العالية تتراوح من ± 0.5٪ إلى ± 1٪؛
• يجب أن يتطابق ضغط التشغيل ودرجة الحرارة مع ظروف التشغيل الفعلية. يجب التأكد من نطاق مقاومة الضغط للجهاز لقياس الأكسجين الغازي، ويجب التحقق من قدرة تحمل درجات الحرارة المنخفضة لقياس الأكسجين السائل؛
• إعطاء الأولوية لبروتوكول 4-20 مللي أمبير/نبضة أو بروتوكول HART لإشارات الإخراج لتسهيل الوصول إلى أنظمة التحكم؛
• ينبغي أن تكون المادة مصنوعة من مواد متوافقة مع الأكسجين مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L لضمان السلامة والاستقرار.