كيف تقيس الكتلة أو معدل التدفق الحجمي للسائل أو الماء أو الغاز أو البخار؟
كل ما تحتاج لمعرفته حول قياس التدفق.
يشرح خبراؤنا التعريف ، كيف يعمل وكيف يعمل، وتعريفك بالأنواع المختلفة لعدادات التدفق وتركيبها وصيانتها.
تقيس عدادات التدفق تدفق السوائل عبر الأنابيب وتستخدم في معظم العمليات الصناعية. هناك عدة فئات من عدادات التدفق. من أجل اختيار النوع الأنسب لتطبيق معين ، من المهم مراعاة ظروف العملية ، والنطاق والدقة المطلوبين ، ومتطلبات نظافة السائل ، وما إذا كان سيتم استخدامه لقياس السوائل أو الغازات.
ما هو تعريف مقياس التدفق؟
يتم التمييز بين مقياس تدفق الحجم ومقياس تدفق الكتلة. مقياس التدفق الحجمي هو أداة متعددة الاستخدامات تقيس كمية السائل (الحجم) التي تمر عبر نقطة معينة في فترة زمنية معينة. يقيس هذا الجهاز حجم ومعدل تدفق السوائل المتدفقة عبر الأنبوب ، وعادة ما يكون تدفق السائل مثل الماءواحد تدفق الغاز و أ تدفق البخار.
تقيس بعض أدوات القياس التدفق الكتلي ، وهو كتلة السائل التي تتدفق عبر الأنبوب خلال فترة زمنية. يمكن التحويل بين تدفق الحجم وتدفق الكتلة عندما تكون كثافة السائل معروفة وخصائص أخرى مثل الضغط ودرجة الحرارة معروفة أيضا.
ملاحظة: لا ينبغي الخلط بين عدادات التدفق ومؤشرات التدفق ، لأن عدادات التدفق لا تقيس قيمة التدفق ، ولكنها تشير ببساطة إلى ما إذا كان السائل يتحرك عبر الدائرة أم لا.
ما هي وحدة قياس التدفق؟
عادة ما يتم التعبير عن معدل التدفق الحجمي لقياس تدفق السوائل والغازات ، والذي يتم تمثيله عادة بالرمز Q ، بوحدة m3 / h أو l / s.
يتم التعبير عن معدل تدفق الكتلة بالجرام في الثانية (جم / ث) أو كيلوجرام في الساعة (كجم / ساعة). من الأخطاء الشائعة التي تحدث عند تركيب عدادات التدفق الخلط بين العدادات الإجمالية ووحدات التدفق.
يقيس إجمالي العدادات التدفق الذي مر عبر العداد منذ تشغيله لأول مرة.
كيفية اختيار مقياس التدفق الصحيح؟
يتم تصنيع عدادات التدفق الحديثة باستخدام العديد من التقنيات ، والتي تستغل مجموعة متنوعة من الظواهر الفيزيائية. يتطلب بحثهم واختيارهم التحقق من عدد من المعلمات.
عدادات التدفق للتطبيقات السائلة والغازية ليست هي نفسها ، لذلك عليك التفكير في ما سيتدفق عبر الأنابيب.
على سبيل المثال ، تحتاج إلى معرفة ما إذا كنت تقيس تدفق السائل أو الغاز (مثل الهواء) أو البخار.
معظم عدادات التدفق قادرة على قياس معدلات التدفق الحجمي ، ولكن في بعض الحالات ، قد ترغب في قياس معدلات التدفق الكتلي أيضا.
- شروط خدمة السوائل
ما أقصى ضغط للسائل المراد قياسه؟
ما هي درجة الحرارة الصغرى والقصوى للمائع المراد قياسها؟
تعتمد قدرة المستشعر على قياس درجة الحرارة على نوعه.
بعض المستشعرات مناسبة فقط لقياس درجة حرارة واحدة ، بينما يمكن للآخرين قياس نطاق واسع من درجات الحرارة.
ما هو الحد الأدنى والحد الأقصى لمعدلات التدفق التي ستقوم بقياسها؟
أبعاد الأنابيب- انخفاض الضغط
بالنسبة لمعدل التدفق المنخفض ، فإن انخفاض الضغط الناجم عن تركيب مقياس التدفق هو عامل تكلفة مهم.
تقليل فقدان الضغط يعني تقليل خسائر الاحتكاك في الأنابيب.
أحد الأهداف الرئيسية لتصميم مقياس التدفق هو تقليل انخفاض الضغط بسبب الاحتكاك قدر الإمكان.
يجب أن يكون انخفاض الضغط من خلال مقياس التدفق ضئيلا وثابتا في ظل ظروف التشغيل المختلفة.
- البيئة الخارجية
- متطلبات التثبيت:
بشكل عام ، يجب أيضا مراعاة ظروف تركيب عدادات التدفق المستقبلية.
عندما تحتوي شبكة الأنابيب على انحناءات وصمامات وتغيرات في القطر ومخالفات أخرى ، تنشأ اضطرابات في تدفق السائل وبعض تقنيات القياس حساسة لهذه الاضطرابات.
من أجل تجنب أخطاء القياس بسبب هذه الاضطرابات ، من الضروري وضع طول أنبوب مستقيم كاف أمام مقياس التدفق حتى لا يتم إزعاج تدفق السائل.
يتم التعبير عن هذا الطول المستقيم للأنابيب أمام مقياس التدفق كدالة لقطر الأنبوب (DN).
تشمل العوامل الأخرى التي يجب مراعاتها دقة مقياس التدفق وقابليته للتكرار ، ولكن أيضا إشارة خرج التناظرية أو النبضة وبروتوكول الاتصال.
- يجب أن تكون الدقة مستقرة ، أي أن الاختلاف في خطأ القياس مع تغير بيئة التشغيل يكون ضمن نطاق ثابت.
- يجب أن يكون لمقياس التدفق قابلية عالية للتكرار ، أي يجب أن يكون الفرق بين قياسين متتاليين ضمن نطاق ثابت. هذا يضمن أن العداد يمكنه قياس نفس معدل التدفق في ظل ظروف ضغط مختلفة وبتدفقات مدخل مختلفة.
- إشارة الخرج متاحة في 4-20mA ، 0-10V ، 4-20mA / 0-10V ، نبض ، هارت الرقمية ، مخرجات MODBUS.
كيف يعمل مقياس التدفق وكيف يعمل؟
هل تساءلت يوما كيف يعمل مع مقياس التدفق؟ دعونا نناقش التقنيات الشائعة المختلفة لقياس تدفق السوائل والغازات والبخار.
ما هي تقنيات مقياس التدفق المختلفة؟
تتكون عدادات التدفق الكهرومغناطيسي من جهاز إرسال ومستشعر يقيس معدل التدفق.
عندما يمر السائل عبر أنبوب ، فإن مستشعر مقياس التدفق الكهرومغناطيسي الموضوع في الخارج ، يقيس الجهد المستحث الناتج عن السائل. يقيس جهاز الإرسال الجهد الناتج عن المستشعر ويحوله إلى معدل تدفق. يقيس مقياس التدفق الكهرومغناطيسي التدفق باستخدام زوج من الأقطاب الكهربائية ومجموعة من الملفات. يتم تشغيل ملفات مقياس التدفق الكهرومغناطيسي بواسطة جهاز الإرسال نتيجة للتيارات المطبقة. بمجرد تشغيله ، يتشكل مجال مغناطيسي بين الملفين. عندما يتم ملء الأنبوب ويبدأ السائل في التدفق ، تفصل قوة المجال المغناطيسي الجسيمات سالبة الشحنة والموجبة الشحنة عن السائل.
قانون فاراداي ، الموصوف رياضيا بواسطة E = k * B * D * V ، هو مبدأ تدفق عدادات التدفق المغناطيسي.
يتناسب الجهد المستحث (E) طرديا مع السرعة (V) للسائل المتدفق عبر المجال المغناطيسي (B).
تنقل دائرة القطب الكهربائي الجهد المستحث إلى جهاز الإرسال ، والذي يحول السرعة إلى قياس كمي.
يتم تقدير كمية حجم السائل من هذه السرعة المعروفة ومساحة سطح الأنبوب.
لماذا تختار مقياس التدفق الكهرومغناطيسي؟
- اقتصادية للسوائل مثل المياه ومياه الصرف الصحي والمواد الكيميائية القاسية والحمأة
- صيانة منخفضة (غير حساسة للجسيمات ، لا توجد أجزاء متحركة ، لا عوائق)
- مجموعة متنوعة من التطبيقات (مواد الطلاء ، خيارات الأقطاب الكهربائية ، أقطار الأنابيب)
- قياس ثنائي الاتجاه
- ديناميات قياس عالية (قياس تدفقات الحجم الصغيرة جدا والكبيرة جدا)
عدادات التدفق بالموجات فوق الصوتية:
طريقة فارق توقيت العبور. تعتمد هذه الطريقة على حقيقة أن معدل إرسال إشارة الموجات فوق الصوتية يعتمد على سرعة تدفق الوسيط. تنتقل الموجة فوق الصوتية التي تتحرك مع التدفق أسرع من الموجة التي تتحرك عكس التيار. يتم تثبيت مستشعرين يواجهان بعضهما البعض على الجدار الخارجي للأنبوب. تصدر المستشعرات بدورها نبضة فوق صوتية وتكتشف الفرق في وقت عبور النبض لحساب معدل التدفق.
لماذا تختار مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية؟
توفر عدادات التدفق بالموجات فوق الصوتية غير التدخلية العديد من المزايا:
الضغط التفاضلي وعدادات تدفق الأعضاء المزيلة للاكتئاب
التكنولوجيا من قبل مستشعر الضغط التفاضلي (PD) بالنسبة ل قياس التدفق بواسطة جهاز الاكتئاب يستخدم اختلافا في مبدأ برنولي لقياس التدفق الحجمي للسائل في أنبوب.
في تطبيقنا لمبدأ برنولي ، ينص على أن سرعة التدفق تزداد وينخفض الضغط مع مرور التدفق عبر قيود في الأنبوب. هذا يجعل من الممكن تحديد الضغط التفاضلي من خلال التقييد. يتناسب الجذر التربيعي لهذا الضغط التفاضلي مع معدل التدفق. يتكون مقياس تدفق الضغط التفاضلي (DP) من عنصرين ، عنصر أساسي يتسبب في انخفاض الضغط وعنصر ثانوي (مستشعر ضغط) لقياس الضغط التفاضلي.
لماذا تختار مقياس الضغط التفاضلي ومقياس تدفق الأعضاء المزيل للاكتئاب؟
- جهاز بسيط ، بدون أجزاء متحركة
- اقتصادي
- التثبيت في أي موقف
- مجموعة واسعة من التطبيقات والعمليات (الغازات والسوائل والبخار)
كيف أقوم بتثبيت مقياس التدفق؟
عند تركيب عدادات التدفق ، تذكر تثبيت العداد في قسم مستقيم من الأنبوب للتخلص من الاضطرابات الناتجة عن الانحناءات والصمامات والعوائق الأخرى.
كيف أقوم بإعداد مقياس التدفق؟
إذا كنت ترغب في إعداد مقياس تدفق ، فأنت بحاجة إلى تشغيله.
التكليف
يسمى تركيب الأدوات وتوصيل الأنابيب بالتكليف.
إنها مهمة معقدة تتطلب فريقا من الأشخاص المؤهلين ذوي الخبرة الكبيرة.
يمكن القيام بذلك من قبل الفنيين المدربين على الأجهزة أو من خلال الخدمات الفنية للشركة المصنعة.
تدريب مقياس التدفق
تعد مرحلة تدريب المستخدم مهمة جدا لتكوين مقياس التدفق وفقا للتوقعات.
يضمن هذا التدريب معرفة المعرفة اللازمة للقراءة وشاشة مقياس التدفق واستخدام قائمة التكوين والمعلمات.
سيسمح لك ذلك بطرح أي أسئلة قد تكون لديك.
ما صيانة لمقياس التدفق؟
أهمية أ صيانة فعالة ومنتظمة الغرض من عدادات التدفق هو أنه في تشغيلها العادي ، تتعرض عدادات التدفق لمجموعة متنوعة من الملوثات.
يمكن أن تكون هذه في شكل مواد صلبة معلقة يحملها الوسيط المراد قياسه (مثل الأوساخ في الماء) أو رواسب سائلة / صلبة تشكلت على السطح الخارجي لمقياس التدفق (مثل المقياس أو المواد المسببة للتآكل). لتقليل مخاطر التلوث وضمان القياس الدقيق على مدى فترات طويلة من الزمن ، من الضروري تنظيفه بانتظام.
من الناحية المثالية ، يجب تنظيف مقياس التدفق مرة واحدة في السنة ، أو حتى بشكل متكرر إذا تعرض لظروف قاسية بشكل خاص.
لا يؤدي تنظيف عدادات التدفق عبر الإنترنت إلى إطالة عمر الخدمة فحسب ، بل يضمن أيضا الأداء الأمثل في جميع الأوقات. يساعد التنظيف المنتظم على منع تراكم الأوساخ والانسدادات الأخرى في أجهزة القياس الخاصة بك ، مما يزيل القراءات الخاطئة ويضمن حصولك على قراءة دقيقة في كل مرة تستخدمها فيها.
تتميز عدادات التدفق غير التدخلية بأنها ليست على اتصال مباشر بالسائل ولا تتطلب صيانة.
المعايرة مهمة لأنها تضمن دقة القراءات. إذا لم تتم معايرة العداد بشكل صحيح ، فلن يوفر بيانات موثوقة يمكن استخدامها لصيانة المصنع وتحسينه. من المهم أيضا معايرة العدادات قبل وضعها في الخدمة ، حيث يمكن أن تؤدي المعايرة غير الصحيحة إلى انخفاض الدقة بمرور الوقت. تساعد المعايرة على ضمان أخذ القياسات عند نقطة متسقة توفر نتائج دقيقة في كل مرة.
أفضل طريقة لضمان استمرار دقة معداتك هي من خلال خدمات الفحص والصيانة والمعايرة المستمرة.
سيعمل مقياس التدفق الذي يتم صيانته جيدا بكفاءة أكبر من مقياس التدفق الذي لا تتم صيانته ، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التشغيل لعملك.
كيف تختبر مقياس التدفق ومعايرة مقياس التدفق؟
يجب معايرة مقياس التدفق بانتظام لضمان استمراره في تقديم قراءات دقيقة.
المعايرة هي عملية التحقق من أن العداد يعمل بشكل صحيح وتوفير قياسات دقيقة.
يجب إجراء المعايرة وفقا لمواصفات الشركة المصنعة ، عادة سنويا.
تتضمن معايرة مقياس التدفق مقارنة مخرجاته بمدخل معروف.
يمكن تحقيق ذلك باستخدام مرجع خارجي عن طريق مقارنة الإخراج بجهاز آخر ، مثل مقياس التدفق الثانوي. عادة ما يتم إجراء المعايرة من قبل الشركة المصنعة أو المورد لمعدات قياس التدفق. ومع ذلك ، إذا انتهت فترة الضمان أو لم تقدم الشركة المصنعة أو المورد خدمة المعايرة ، فيمكنك إرسال مقياس التدفق إلى شركة متخصصة للمعايرة.
ما هي مجالات تطبيق عدادات التدفق؟
تستخدم الفئات المختلفة لعدادات التدفق لقياس التدفق والتحكم فيه في العديد من التطبيقات ، بما في ذلك صناعة الورقوالتعدين و علم المعادن, المياه والصرف الصحي، عمليات الأغذية الزراعية ، الكيماويات والبتروكيماويات, النفط والغاز.
إنها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات ، بدءا من السوائل النظيفة أو المتداخلة ، إلى الغازات شديدة التآكل أو الكاشطة ، أو البخار المشبع والمسخن. من الضروري اختيار التكنولوجيا المناسبة وفقا للتطبيق وقيود البيئة الصناعية.
Fuji Electric France تحت تصرفك لمساعدتك في العثور على مقياس التدفق المناسب لتطبيقك
