SILVER AUTOMATION INSTRUMENTS
العربية

دليل اختيار مقياس تدفق الكتلة كوريوليس منخفض التدفق الصغير


يُحدد حجم مقياس التدفق الكتلي كوريوليس الصغير ذي التدفق المنخفض بشكل أساسي بناءً على نطاق التدفق الكتلي المطلوب، وليس فقط بناءً على قطر أنبوب العملية. وتتمثل نقطة البداية العملية في الحفاظ على التدفق الطبيعي عند حوالي 50% إلى 80% من النطاق الكامل، مع مراعاة انخفاض الضغط، والمواد المبللة، ومتطلبات المناطق الخطرة.

تعكس الأمثلة أدناه المتطلبات النموذجية لوحدات التبريد، وطاولات الجرعات، ومختبرات المعايرة، باستخدام ظروف العملية المقدمة لكل تطبيق.

TEX approved micro mass flow meter for refrigerant measurement

1. ما الذي يُعتبر تدفقًا صغيرًا أو منخفضًا؟

لا يوجد حد عالمي للتدفقات الصغيرة أو المنخفضة. عملياً، تغطي عدادات كوريوليس الصغيرة تدفقات تتراوح من بضعة غرامات في الدقيقة إلى بضع مئات من الكيلوغرامات في الساعة، بأقطار مستشعرات تتراوح من 1.5 إلى 15 بوصة (من 1/16 إلى 1/2 بوصة).

تشمل التدفقات النموذجية من استفساراتنا ما يلي:

طلبالتدفق النموذجي
طاولة جرعات بيروكسيد الهيدروجين أو المواد المضافة90 إلى 105 مل/دقيقة
مرجع مختبر المعايرةمن 100 إلى 5000 مل/دقيقة
خط سائل التبريد (مضخة حرارية)من 30 إلى 150 كجم/ساعة
خط معالجة تجريبي أو مثبت على قاعدةمن 5 إلى 500 كجم/ساعة

إذا كان التدفق المطلوب أقل من هذا النطاق، فقد يكون استخدام تقنية قياس تدفق مختلفة أنسب. يرجى مراجعة القسم 9 للاطلاع على البدائل الرئيسية.

2. التحويل إلى تدفق الكتلة أولاً

يقيس مقياس كوريوليس التدفق الكتلي، بينما قد تُعطى بيانات العملية بوحدة لتر/دقيقة أو مل/دقيقة. حوّل التدفق الحجمي باستخدام كثافة السائل عند درجة حرارة التشغيل قبل تحديد حجم المقياس.

يوضح الماء أهمية درجة الحرارة. عند معدل تدفق 5000 مل/دقيقة:

  • عند درجة حرارة 20 درجة مئوية (0.998 جم/مل): حوالي 299 كجم/ساعة
  • عند درجة حرارة 60 درجة مئوية (0.983 جم/مل): حوالي 295 كجم/ساعة

يبلغ الفرق حوالي 1.5%، وهو أكبر من دقة جهاز القياس في هذا المثال. ويمكن أن تُظهر المبردات ومعظم المذيبات العضوية تغيراً أكبر في الكثافة مقارنةً بالماء.

وبالتالي فإن قطر خط الأنابيب وحده لا يكفي لتحديد حجم مقياس كوريوليس.

3. تحديد الحجم حسب نطاق التدفق، وليس قطر الأنبوب

يُعدّ حجم الأنبوب نقطة انطلاق شائعة في الاستفسار عن مقياس التدفق، ولكنه لا يُحدد القطر الصحيح لثقب مستشعر كوريوليس. يوضح مثالان السبب.

مثال استفسار أ: خط التبريد

  • التطبيق: خط سائل التبريد في مضخة حرارية
  • بيانات العميل: أنبوب نحاسي بقطر 10 مم
  • يوصى باستخدام مستشعر DN1.5 إلى DN3

ينبغي تحديد حجم الحساس بناءً على نطاق التدفق المطلوب وليس على قطر الأنبوب فقط. وقد يكون حساس DN10 مناسبًا أيضًا إذا كان تدفق التشغيل يقع ضمن نطاق قياسه.

مثال الاستفسار ب: منصة المعايرة

  • التطبيق: معايرة أحجام المياه
  • بيانات العميل: حتى 5000 مل/دقيقة (حوالي 300 كجم/ساعة)
  • الموصى به: حوالي DN6، وذلك حسب نطاق تدفق العداد وانخفاض الضغط

هنا، يتبع تجويف المستشعر نطاق التدفق المطلوب بدلاً من حجم الخط.

كنقطة انطلاق عملية، استهدف تدفقًا طبيعيًا يتراوح بين 50% و80% من الحجم الكامل. قد يؤدي الاستخدام الأعلى إلى زيادة انخفاض الضغط، لذا يجب الانتباه أيضًا إلى حالة التدفق الأقصى.

SH CMF FE series small flow coriolis flow controller

4. الدقة، والثبات الصفري، ونطاق الدوران

عند التدفق المنخفض، يُعدّ عاملان أساسيان للدقة: نسبة الخطأ من القراءة وثبات الصفر. تتغير نسبة الخطأ من القراءة بتغير التدفق المقاس، بينما يُضيف ثبات الصفر خطأً ثابتًا بالكيلوغرام/ساعة. ومع انخفاض التدفق، يُصبح هذا الخطأ الثابت جزءًا أكبر من القراءة.

على سبيل المثال، مع استقرار الصفر عند 0.01 كجم/ساعة، فإن قيمة الصفر تساوي 0.1% عند معدل تدفق 10 كجم/ساعة، بينما تساوي 1% عند معدل تدفق 1 كجم/ساعة. لم يتغير العداد، لكن خطأ الصفر نفسه يمثل الآن عشرة أضعاف النسبة المئوية للتدفق المقاس.

بالنسبة لدقة القراءة المئوية، يُعدّ ±0.2% أو أفضل هدفًا واقعيًا للعديد من الميكرومترات. لكنّ المواصفات الأكثر فائدة هي استقرار الصفر وبيان الدقة عند تدفق التشغيل الفعلي، بدلاً من الاكتفاء بالدقة الإجمالية.

يُعدّ نطاق التخفيض مهمًا لنفس السبب. فالمستشعر المُختار لمعدل تدفق يتراوح بين 30 و150 كجم/ساعة (بنسبة 5:1) يُبقي نقطة التشغيل العادية في جزء أكثر فائدة من النطاق مقارنةً بالمستشعر المُمتد على نطاق 1:100.

5. انخفاض الضغط مقابل ارتفاع المضخة

قد تُحدث مستشعرات كوريوليس ذات القطر الصغير انخفاضًا ملحوظًا في الضغط (Δp)، وغالبًا ما تكون قدرة المضخة في وحدات التدفق المنخفض محدودة. قارن قيمة Δp عند التدفق العادي والتدفق الأقصى مع قدرة المضخة المتاحة قبل تثبيت العداد.

إذا كان انخفاض الضغط هو العامل المحدد، فإن القطر الأكبر قليلاً يمكن أن يكون حلاً أفضل، بشرط أن يظل التدفق الطبيعي ضمن نطاق مناسب من نطاق العداد.

6. المواد المبللة والسوائل

يؤثر السائل على المادة المبللة، واختيار مانع التسرب، وفي بعض الحالات على طراز العداد. يجب تحديد نوع السائل وتركيزه ودرجة حرارة التشغيل معًا، لأن كلًا منها قد يؤثر على متطلبات المواد والسعر.

  • البيروكسيدات والمواد الكيميائية العدوانية: تعتمد المواد المبللة على التركيز ودرجة الحرارة؛ ويمكن النظر في الخيارات غير المعدنية أو المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L حيثما تكون متوافقة.
  • الأغذية ومنتجات الألبان والأدوية: تعتبر اللمسات النهائية الصحية والوصلات الصحية ذات أهمية.
  • الوقود والمذيبات والكيروسين: يتم استخدام 316L بشكل شائع، وذلك حسب نوع السائل وظروف التشغيل المحددة.
  • المبردات: يتم استخدام 316L مع جهاز إرسال جاف ومغلق للتطبيقات المذكورة.

7. الضغط والفراغ والمناطق الخطرة

يمكن لتطبيقات تأثير كوريوليس المصغر أن تغطي نطاقًا واسعًا من الضغوط، لا سيما على وحدات التبريد. يوضح سؤالان هذه النقطة.

مثال استفسار ج: وحدة تبريد. امتد الخط من 0.4 ملي بار مطلق (300 ميكرومتر زئبق، تفريغ) إلى حوالي 41 بار. يجب تحديد نطاق الضغط الكامل لأنه يؤثر على التصميم وتصنيف الضغط.

مثال الاستفسار د: وحدة مضخة حرارية. طلب ​​العميل موافقة ATEX لمبردات A2L (R454C، R454B، R32) وشاشة عرض عن بعد لأن العداد موجود داخل وحدة صغيرة الحجم.

ينبغي تحديد نوع الشهادة، وفئة درجة الحرارة، وطول الكابل، وتصنيف الغلاف في وقت مبكر. يمكن أن تؤثر تفاصيل التكوين هذه على كل من السعر ووقت التسليم في تطبيقات التدفق الدقيق.

8. مصائد التركيب لأجهزة القياس الدقيقة

نظراً لصغر قطرها الداخلي وانخفاض معدلات تدفقها، تتطلب عدادات التدفق الدقيقة عناية فائقة بظروف التركيب:

  • الاهتزاز: تستجيب المستشعرات الدقيقة ذات الحلقة الأنبوبية الواحدة للاهتزازات الخارجية بشكل أقوى من التصاميم ذات الأنبوبين. ويمكن للدعم الصلب والمسافة المناسبة من المضخات والضواغط أن يساعدا في الحفاظ على استقرار الإشارة.
  • نبضات المضخة: يمكن أن تُحدث المضخات الغشائية والمضخات التمعجية نبضات. وقد يكون من الضروري استخدام مُخمد النبضات أو مُخمد النبضات عندما تكون النبضات كبيرة.
  • الفقاعات والوميض: يجب أن يبقى الأنبوب ممتلئًا. في خطوط التبريد، قم بتركيب العداد حيث يكون السائل سائلًا تمامًا، كما هو الحال بعد المكثف أو المبرد الفرعي، واحرص على وضع صمامات التحكم في اتجاه التدفق حيثما أمكن ذلك.
  • الحطام: الفتحة صغيرة، لذا يمكن أن يساعد استخدام مصفاة مناسبة في الجزء العلوي من المجرى في حماية المستشعر.
  • ضبط الصفر: اضبط الصفر عند تدفق الصفر الحقيقي، مع أنبوب ممتلئ والعداد عند درجة حرارة التشغيل.

9. متى يكون تأثير كوريوليس الصغير هو الخيار الخاطئ

توفر تقنية كوريوليس دقة قياس عالية، ومتطلبات قليلة للأنابيب المستقيمة، وقياسًا مباشرًا لتدفق الكتلة. وتكتسب هذه المزايا أهمية خاصة عند تغير خصائص السوائل أو عندما يتطلب التطبيق دقة متناهية. أما إذا لم يكن التطبيق بحاجة إلى هذه المزايا، فقد يوفر مقياس التوربين أو مقياس التروس البيضاوي القياس المطلوب بتكلفة أقل.

يكلف مقياس كوريوليس عادةً عدة أضعاف تكلفة مقياس التوربين أو مقياس التروس البيضاوية.

تكنولوجياالسوائلالأنسب
ميكرو كوريوليسالسوائل والغازاتتدفق الكتلة، وتغير خصائص السوائل، ودقة عالية
ترس بيضاوي صغيرسائل، بما في ذلك المواد اللزجةسائل لزجالجرعات، والتصاميم الحساسة للتكلفة
توربين منخفض التدفقسائل نظيف وغير قابل للتآكلالماء، الزيت الخفيف، المعايرة الحجمية
الكتلة الحراريةالغاز فقطغاز منخفض التدفق حيث لا يكون تأثير كوريوليس اقتصاديًا

للحصول على نظرة عامة أوسع على التكنولوجيا، راجع دليلنا الخاص بمقاييس التدفق المنخفض .

10. ما يجب التأكد منه قبل تحديد المقاس

تكفي المعلومات التالية لتحديد متطلبات الحجم والتكوين الرئيسية:

  • تؤثر السوائل والكثافة واللزوجة ودرجة الحرارة على المادة المبللة ومتطلبات المعايرة.
  • يحدد التدفق الطبيعي والتدفق الأقصى، ويفضل أن يكون ذلك بوحدات الكتلة، فتحة المستشعر ونطاق التخفيض المفيد.
  • يحدد حجم الخط ووصلة العملية الوصلة الميكانيكية، مثل 1/4 بوصة NPT أو BSP أو وصلة ضغط لأنبوب بقطر خارجي 10 مم.
  • يؤثر نطاق الضغط، بما في ذلك الفراغ، على التصميم المطلوب وتصنيف الضغط.
  • يُعد انخفاض الضغط المسموح به أمراً مهماً عندما يكون رأس المضخة المتاح محدوداً، وخاصة عند أقصى تدفق.
  • ينبغي مراعاة الدقة في سياق التدفق التشغيلي الفعلي بدلاً من الاعتماد فقط على المواصفات الرئيسية.
  • بالنسبة للتركيبات في المناطق الخطرة أو المبردات من الفئة A2L، يرجى تحديد الشهادة المطلوبة وفئة درجة الحرارة وشروط التركيب.
  • تُعدّ وظائف الإخراج والعرض والعداد عناصرَ تكوين. حدد المتطلبات مثل 4-20 مللي أمبير، وModbus RS485، والعرض عن بُعد، أو القراءة بالدقيقة في مرحلة الاستعلام.

الأسئلة الشائعة حول أجهزة قياس كوريوليس الدقيقة

ما هو أصغر حجم لمقياس تدفق كوريوليس؟
تتوفر نماذج صغيرة الحجم تصل إلى حوالي DN1.5، مع نطاقات كاملة تتراوح من غرامات إلى كيلوغرامات في الساعة. لا يحدد القطر وحده الحد الأدنى، بل إن استقرار الصفر مهم أيضًا، لذا قارنه بتدفق التشغيل العادي.
ما مدى دقة مقياس كوريوليس الصغير عند التدفق المنخفض؟
تُطبَّق دقة العنوان عند تجاوز معدل تدفق معين. عند معدلات تدفق أقل، يُصبح خطأ استقرار الصفر الثابت جزءًا أكبر من القراءة. ويُحافظ تجويف المستشعر المناسب على التدفق الطبيعي ضمن نطاق مفيد.
مقياس كوريوليس مقابل مقياس الكتلة الحرارية للغاز ذي التدفق المنخفض؟
تُعدّ الكتلة الحرارية مناسبة لتدفقات الغاز المنخفضة جدًا والغازات البسيطة. أما كوريوليس، فهو مفيد عند الحاجة إلى تدفق الكتلة والكثافة بشكل مباشر، أو عند تغير تركيب الغاز، شريطة أن يكون الضغط مرتفعًا بما يكفي لتوفير كثافة غاز قابلة للاستخدام.
هل يمكن لجهاز قياس كوريوليس الصغير قياس سائل التبريد؟
نعم، بشرط أن يبقى غاز التبريد سائلاً تماماً عند العداد. ركّب العداد بعد المكثف أو المبرد الفرعي، وحافظ على فرق الضغط منخفضاً بما يكفي لتجنب التبخر. حدد نطاق الضغط، بما في ذلك الفراغ، وأي موافقة مطلوبة من هيئة A2L.
متى يكون مقياس الترس البيضاوي أو مقياس التوربين كافياً؟
عندما يكون قياس الحجم كافياً، تكون الدقة التي تتراوح بين 0.5% و1% مقبولة، ويكون السائل مستقراً. تناسب عدادات التروس البيضاوية السوائل اللزجة، بينما تناسب عدادات التوربينات السوائل النظيفة منخفضة اللزوجة.

هل تحتاج إلى مساعدة في تحديد حجم عداد المياه الخاص بك؟

أرسل لنا هذه العناصر وسنتمكن من التوصية بنموذج مناسب وتأكيد انخفاض الضغط:

  • السائل، والتركيز، ودرجة الحرارة
  • التدفق العادي والتدفق الأقصى
  • حجم الخط وتوصيل العملية
  • نطاق الضغط، بما في ذلك الفراغ
  • انخفاض الضغط المسموح به
  • متطلبات المناطق الخطرة

للاطلاع على الأقطار المتاحة ونطاقات التدفق، راجع مجموعة عدادات كوريوليس الصغيرة لدينا.

البريد الإلكتروني sales@silverinstruments.com أو واتساب +86 189 3675 9191 .

Email
sales@silverinstruments.com
WA
WhatsApp QR Scan to WhatsApp
Inquiry
Send a Quote