تحليل اختيار أجهزة مراقبة التدفق في نظام شبكة الأنابيب الحضرية

يُعدّ نظام شبكة الأنابيب الحضرية جزءًا أساسيًا من نظام الصرف الصحي في المدن. ونظرًا لأهمية حماية البيئة وإعادة تدوير الموارد في البلاد، فإنّ بناء مدن ذكية للمياه ومدن إسفنجية يُمثّل اتجاهًا مستقبليًا. وتُسهّل تقنيات عرض البيانات المركزية والإشراف عليها، وتقنيات الاستشعار الحديثة، وتقنية إنترنت الأشياء، وانتشار شبكات الجيل الخامس، عملية رصد البيئة، وتُوفّر الأساس لبناء منصة سحابية للقياس عبر الإنترنت. ويُمثّل إنشاء المدن الإسفنجية ابتكارًا تقنيًا وتطبيقًا عمليًا لإعادة استخدام موارد المياه الحضرية. لذا، يُعدّ رصد استخدام المياه في المدن وسيلة فعّالة لإعادة تدوير موارد المياه.

ينقسم نظام شبكة الأنابيب تحت الأرض في المناطق الحضرية عمومًا إلى ثلاثة أنظمة أساسية وفقًا لوظائفها: شبكة أنابيب مياه الأمطار، وشبكة أنابيب الصرف الصحي، وشبكة الأنابيب المختلطة. وتعاني جميع هذه الأنظمة الثلاثة من مشكلة عدم كفاءة الأنابيب. وتختلف أنواع هذه المشكلة: ففي شبكة الصرف الصحي، غالبًا ما تتراكم الرواسب، وفي مياه الصرف الصحي تحتوي على مواد عالقة، وفي مياه الصرف الصناعي قد تحتوي على سوائل أكالة. لذا، عند اختيار أجهزة مراقبة التدفق، يجب مراعاة مستوى الحماية والقدرة على تحمل المواد الكيميائية. أما في شبكة الأنابيب المختلطة، فتوجد حالتان متناوبتان: امتلاء الأنابيب وعدم كفاءتها، وتختلف هاتان الحالتان اختلافًا كبيرًا باختلاف شدة هطول الأمطار والتصريف الموسمي والإقليمي. وتجمع شبكة الأنابيب المختلطة بين خصائص شبكة أنابيب الصرف الصحي وشبكة أنابيب مياه الأمطار.

في حالة عدم امتلاء الأنابيب، يُعد مقياس تدفق دوبلر الطريقة المثلى للكشف، حيث يعتمد على مبدأ قياس معدل التدفق المساحي. يُستخدم عادةً مسبار دوبلر لقياس سرعة التدفق، ثم يُستخدم مستشعر الضغط أو مستشعر الموجات فوق الصوتية لقياس مستوى السائل. في حالة امتلاء الأنابيب بشكل متقطع، ولأن امتلاء الأنبوب يُمثل ضغطًا، يُنصح باختيار جهاز مزود بآلية تعويض الضغط لضمان دقة البيانات. نظرًا لاختلاف الفصول وأنواع مياه الصرف الصحي، حيث تشهد بعض المناطق موسم الأمطار الغزيرة، تتغير درجة حرارة الماء في الأنابيب، وفي مبدأ قياس الموجات فوق الصوتية، تتغير سرعة الصوت تبعًا لتغير درجة حرارة الوسط، لذا فإن وجود وظيفة تعويض درجة الحرارة في الأجهزة المختارة يُحسّن استقرار البيانات. ونظرًا لظروف العمل الخاصة في شبكة الأنابيب تحت الأرض، وخاصةً أنابيب تصريف مياه الأمطار، قد تظهر حالات امتلاء أو عدم امتلاء الأنابيب، ويتم تركيب وإنشاء منتجات لا تتطلب التلامس.

تتكون أجهزة القياس الشائعة في السوق عادةً من مسبار دوبلر وجهاز قياس مستوى السائل ووحدة تحكم مركزية، ولكل مستشعر خصائصه الوظيفية. وتميل أجهزة قياس خطوط الأنابيب عمومًا إلى التكامل، نظرًا لاختلاف أقطار الأنابيب، حيث يُعدّ صغر حجم الجهاز وتكامله أمرًا بالغ الأهمية. يُسهّل ذلك عملية الإنشاء، ويُريح التركيب، ويُغني عن صيانة أجهزة استشعار متعددة، مما يُقلل من تكاليف التشغيل والصيانة المستقبلية ويُقلل من وقت الإنشاء غير الضروري. ويُعدّ جسم المستشعر ذو التكامل العالي أكثر ملاءمةً لجميع الاحتياجات.

ثم يتم تركيب المستشعر بشكل عام عن طريق تركيب اللوحة السفلية أو الحلقة الداخلية، وذلك وفقًا لحجم الأنبوب ومادة الأنبوب لاختيار التركيب المناسب.

عند اختيار الجهاز، يرجى الانتباه إلى حالة الموقع، مثل وضع الإخراج، ووضع إمداد الطاقة، وما إلى ذلك.