هناك أنواع مختلفة من الطرق لقياس التدفق الحجمي التي يستخدمها معظم المهندسين ، على عكس قياس التدفق الكتلي الذي ليس واسع الانتشار وغير مفهوم. كيفية قياس معدلات التدفق الشامل بشكل مباشر وإبراز الميزات القابلة للتطبيق لبعض أجهزة قياس التدفق الكتلي المتاحة للأعمال هو ما ستوضحه هذه المقالة.
أنواع
مقياس التدفق الكتلي الإلكتروني ومبادئ التشغيل
أكثر أنواع العدادات استخدامًا هي مقياس تدفق الضغط التفاضلي (مقياس تدفق DP) ومقياس تدفق كوريوليس ومقياس تدفق الغاز الحراري الكتلي
مقياس تدفق الضغط التفاضلي لقياس تدفق الكتلة
يتضمن استخدام عائق مثل القرص الذي يحتوي على ثقب بقطر محدد يتم وضعه داخل منطقة التدفق الصفحي ثم يتم قياس ضغط السائل على كلا الجانبين. سيكون هناك ضغط أعلى على الجانب العلوي ، في حين يتم النظر في اختلاف القراءة فيما يتعلق بأي مسافة توجد بين نقطتي القراءة واللزوجة وقطر الأنبوب ومعدل التدفق الحجمي ، وفقًا للإعداد وفقًا لمعادلة Poiseuille. يتم إجراء تصحيحات الضغط ودرجة الحرارة للتوصل إلى معدل تدفق جماعي موحد. يتم استخدام عدادات التدفق DP مع جهاز قياس التدفق الإلكتروني ، والذي يقوم بمعايرة معدل تدفق الكتلة عن طريق معلومات معدل التدفق ودرجة الحرارة والضغط. حاليًا ، تقوم Silver Automation Instruments بتطوير مقياس تدفق متوازن وهو نوع من عدادات تدفق DP المتقدمة ويمكن استخدامه في الكثير من التطبيقات الصعبة ، مثل قياس معدل تدفق السوائل ذات الضغط العالي أو درجات الحرارة العالية.
مقياس التدفق الشامل كوريوليس لقياس تدفق كتلة الوسائط
يتضمن قياس الكتلة باستخدام مقاييس
تدفق كتلة كوريوليس القصور الذاتي. تتضمن العملية غازًا كثيفًا أو سائلًا يتدفق عبر أنبوب اهتزازي صغير للمشغل. أثناء تسارعه ، يمارس قوة التواء قابلة للحساب تؤثر على الأنبوب بما يتناسب مع الكتلة. لا تتطلب مواصفات معدل التدفق الكتلي أي معرفة حول تدفق السائل في الداخل. مقياس تدفق كتلة كوريوليس الإلكتروني مع شاشة رقمية لإظهار تدفق كتلة السوائل ، التدفق الكلي ، قيمة الكثافة ، يمكن أن يكون له أيضًا تردد ، 4-20mA ، اتصالات RS 485 ، حتى مع بروتوكولات Hart.
مقياس تدفق الكتلة الحرارية لقياس تدفق كتلة الغاز
تأتي في تصميمين: يتم إدخال مسبار مع أنابيب عينة ساخنة. يتم إنشاء كتلتها بناءً على السعة المحددة لحرارة المائع لديهم ، وبالتالي إبطال الاختلافات في الكثافة. تعمل أجهزة قياس تدفق الكتلة الحرارية بشكل جيد مع معدلات تدفق الغاز المنخفضة.
لاستخدام مقياس تدفق الكتلة الحرارية ، ضع في اعتبارك أنه قد يتأثر بما يلي:
•
تكثف الرطوبة على كاشف درجة الحرارة: قد تتولد الرطوبة عن طريق الغازات المشبعة ، مما يؤدي إلى قراءات سيئة وبالتالي حدوث تآكل.
•
تراكم الجسيمات: إذا تأثر مستشعر تدفق الغاز بتراكم البقايا ، مما يعيق نقل الحرارة ، فقد ينتج عنه قراءات منخفضة.
•
خطأ في افتراض السعة الحرارية المحددة: يأتي هذا من الاختلافات في تكوين الغاز.
إلى جانب ذلك ، تستغرق عدادات تدفق الكتلة الحرارية وقتًا للوصول إلى حالة درجة حرارة تشغيل ثابتة. لذلك ، يجب أن تتم القراءات دائمًا في وقت لاحق وليس بمجرد تشغيل الجهاز. تعد مقاييس تدفق الكتلة الحرارية الإلكترونية قياسية مع شاشة رقمية ، ومخرج 4-20mA ، و RS485 وخرج نبضي ، وهي 24V DC أو 220V AC.
على الرغم من أن مقاييس تدفق كتلة كوريوليس تعتبر الأكثر دقة ، إلا أنها عرضة للأخطاء الناتجة عن الفقاعات في السائل. تأتي مثل هذه الأخطاء مع "تناثر" داخل الأنبوب ، مما يُحدث ضوضاء ويغير الطاقة اللازمة للأنبوب ليهتز. مع التجاويف الكبيرة ، تزداد طاقة اهتزاز الأنبوب المطلوبة بشكل كبير ، مما يؤدي إلى فشل مطلق. بالإضافة إلى ذلك ، فإن فصل السائل عن السائل وكذلك الغاز يولد تأثيرًا معيقًا على اهتزاز الأنبوب
عدادات تدفق الكتلة الحرارية مناسبة
للغازات وقياس تدفق الهواء . استخدامها منتشر على نطاق واسع في:
•
المعالجة الكيميائية
•
تصفية وكشف التسرب
•
مراقبة هواء منشأة الطاقة النووية
•
قياس غاز عملية أشباه الموصلات
التطبيقات الإضافية الشائعة المستخدمة لمقاييس تدفق الكتلة الحرارية هي التحليل المختبري ، مثل كروماتوغرافيا الغاز.
نظرًا لكونها التقنية الأكثر دقة والأكثر تكلفة ، فإن مقاييس تدفق كوريوليس هي النوع الأكثر استخدامًا من المقاييس المطبقة في التطبيقات العلمية التي تتضمن قياس المواد المسببة للتآكل والغازات والسوائل النظيفة. كما أنها تظهر في:
•
المعالجة الكيميائية
•
النفط النفط
•
معالجة مياه الصرف الصحي
تم تصميم العدادات المستخدمة في معالجة اللب والورق بأنبوب مستقيم ويكون تنظيفها أسهل. ومن ثم ، يفضل استخدامها في تطبيقات المشروبات والأغذية وكذلك الأدوية. عندما يتعلق الأمر بالتعامل مع الطين كما هو الحال في عمليات التعدين ، فهي فعالة.
الوجبات الجاهزة
القياس غير المباشر لمعدلات التدفق الكتلي عن طريق الضغط التفاضلي ممكن بالمثل مباشرة باستخدام مقياس ،
باستخدام مقياس تدفق تأثير كوريوليس . يمكن أن تعمل أيضًا بسعة حرارية محددة.
تعد مقاييس تدفق الكتلة كوريوليس أعلى قياس دقيق لأكبر عدد من السوائل ، ومع ذلك ، فهي غالية الثمن. تشمل فائدة استخدامها عدم طلب المعرفة المتعلقة بالسائل الذي يتم نقله.
عدادات تدفق الكتلة الحرارية أقل دقة ؛ ومع ذلك ، لا يزالون يستخدمون تقنية قياس مباشرة. تتطلب معرفة السعة الحرارية المحددة للسائل.
تنتج عدادات تدفق الضغط التفاضلي قياسًا غير مباشر يأتي من اشتقاق معادلة Poiseuille ويجب تغييره لضغط السوائل وكذلك درجة الحرارة. هذا قابل للتطبيق تمامًا في حالة السوائل غير القابلة للضغط.
تبيع أدوات الأتمتة الفضية مقاييس تدفق جماعي من أنواع مختلفة مع مخرجات إلكترونية وشاشات رقمية بتكلفة منخفضة ، ومرحبًا بكم في الاتصال بنا للحصول على السعر.
