مقياس تدفق بالموجات فوق الصوتية لقياس زمن العبور الصناعي لحلول المياه النظيفة والنقية

في الوقت الحالي، جميعنا عدادات التدفق فوق الصوتية ذات زمن العبورتُستخدم هذه المقاييس لقياس تدفق السوائل، ويجب أن يكون الأنبوب المراد قياسه مملوءًا بالماء. يُستخدم مقياس تدفق السوائل بتقنية زمن العبور غالبًا في محطات إمداد المياه، وتطبيقات التكييف والتهوية، ومصانع الأدوية، ومصانع الأغذية، وصناعة المشروبات، وصناعة المعادن، وغيرها. يمكن تقسيم مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية بتقنية زمن العبور لدينا إلى مقياس أحادي القناة، ومقياس ثنائي القناة، ومقياس متعدد القنوات.

مقياس تدفق بالموجات فوق الصوتية أحادي القناةمع زوج واحد من أجهزة الاستشعار المثبتة أو أجهزة الاستشعار المدخلة

مقياس تدفق بالموجات فوق الصوتية ذو قناتينمع زوجين من أجهزة الاستشعار من نوع المشبك أو الإدخال

مقياس تدفق بالموجات فوق الصوتية متعدد القنوات مزود بأربعة أزواج من أجهزة استشعار الإدخال

وهي مناسبة لقياس السوائل النظيفة نسبياً، والسوائل التي تحتوي على نسبة أقل من المواد الصلبة.يمكن أن تصل الدقة إلى 1%، ويمكن أن تصل دقة مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية ثنائي القناة إلى 0.5%.

في الصناعات الكيميائية ومعالجة المياه والبترولية وغيرها، تُستخدم عدادات التدفق لقياس تدفق أنواع مختلفة من السوائل، مثل السوائل الكيميائية ومياه الصنبور والمياه الصناعية ومياه الصرف الصحي المنزلية وغيرها. أما في الصناعات الدوائية والغذائية وغيرها، فتُطبق معايير صارمة لجودة المياه المستخدمة في قياس التدفق، حيث يتطلب الأمر قياس تدفق المياه النقية أو فائقة النقاء، علماً بأن موصلية المياه النقية تكون منخفضة نسبياً.

لماذا يعتبر مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية من نوع المشبك هو الحل الأمثل لقياس السوائل النقية؟

دعوني أتناول بعض أنواع عدادات التدفق الشائعة الأخرى للمقارنة.

1. مقياس التدفق الكهرومغناطيسي

يعتمد مقياس التدفق الكهرومغناطيسي على قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. ويُستخدم لقياس التدفق الحجمي للسوائل الموصلة التي تزيد موصليتها عن 5 ميكروسيمنز/سم. وهو مقياس حثي لقياس التدفق الحجمي للوسط الموصل.

يمكن استخدام هذا المقياس لقياس التدفق الحجمي للسوائل شديدة التآكل، مثل الأحماض والقواعد القوية، والسوائل المعلقة ثنائية الطور المتجانسة (سائل-صلب)، مثل الطين واللب ولب الورق. ونظرًا لأن موصلية الماء النقي تبلغ 0.055 ميكروسيمنز/سم فقط، وهي أقل بكثير من 5 ميكروسيمنز/سم، فمن الواضح أن مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية غير مناسبة لقياس هذا النوع من السوائل.

2. مقياس تدفق التوربين

تستخدم عدادات التدفق التوربينية الطاقة الميكانيكية للسائل لتدوير دوار داخل مجرى التدفق. وتتناسب سرعة الدوران تناسباً طردياً مع سرعة السائل المتدفق عبر العداد.

يتضح أن مقياس تدفق التوربين هو مقياس تدفق تلامسي، وأن الماء النقي له متطلبات مواد عالية بشكل خاص، لذلك يجب استخدام المادة الرئيسية في التصنيع من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، واستخدام وصلة مشبك صحية، مما أدى إلى زيادة تكلفة الإنتاج بشكل كبير على الفور.

3. الخامسمقياس تدفق أورتكمقياس تدفق التوربين، مقياس تدفق الإزاحة الموجبة

عدادات التدفق الدواميتستخدم هذه المقاييس، التي يُشار إليها غالبًا باسم مقاييس تدفق الدوامات، عائقًا في مجرى التدفق لتكوين دوامات تتشكل بالتناوب على جانبي العائق. وعندما تنفصل هذه الدوامات عن العائق، فإنها تُنشئ مناطق ضغط منخفض ومرتفع بالتناوب، تتذبذب بترددات معينة تتناسب طرديًا مع سرعة السائل. ويمكن حساب معدل التدفق من سرعة السائل.

عدادات تدفق التوربيناتتعتمد مقاييس التدفق المستخدمة مع السوائل على نظرية تشغيل بسيطة نسبيًا؛ فعندما يتدفق السائل عبر أنبوب مقياس التدفق، يصطدم بشفرات التوربين. تُصمم شفرات التوربين على الدوار بزاوية لتحويل طاقة السائل المتدفق إلى طاقة دورانية. يدور عمود الدوار على محامل، ومع ازدياد سرعة السائل، تزداد سرعة دوران الدوار بشكل متناسب. تتناسب سرعة دوران الدوار (عدد دوراته في الدقيقة) تناسبًا طرديًا مع متوسط ​​سرعة التدفق داخل قطر أنبوب التدفق، وهذا بدوره يرتبط بالحجم ضمن نطاق واسع.

عدادات التدفق ذات الإزاحة الموجبةتستخدم هذه المقاييس دافعتين (تروس) حاصلتين على براءة اختراع لقياس كميات دقيقة من السوائل التي تمر عبر مقياس التدفق أثناء دوران التروس. صُممت هذه المقاييس خصيصًا لقياس السوائل الأكثر كثافة بدقة، مثل الراتنجات، والبولي يوريثان، والمواد اللاصقة، والدهانات، والعديد من المواد البتروكيماوية.

إنها أجهزة قياس تدفق السوائل من نوع التلامس، لذا ستكون على اتصال مباشر بالسائل، مما سيؤدي إلى تلوث السائل المقاس.

4. مقياس تدفق الكتلة كوريوليس

يحتوي مقياس تدفق كوريوليس على أنبوب يتم تنشيطه باهتزاز ثابت. عندما يمر سائل (غاز أو سائل) عبر هذا الأنبوب، يتسبب زخم التدفق الكتلي في تغيير اهتزاز الأنبوب، مما يؤدي إلى التواء الأنبوب وظهور إزاحة طورية. يمكن قياس هذه الإزاحة الطورية واستخلاص خرج خطي يتناسب مع التدفق.

بما أن مبدأ كوريوليس يقيس تدفق الكتلة بغض النظر عن مكونات الأنبوب، فإنه يُمكن تطبيقه مباشرةً على أي سائل يتدفق خلاله - سواءً كان سائلاً أو غازاً - بينما تعتمد مقاييس تدفق الكتلة الحرارية على الخصائص الفيزيائية للسائل. علاوة على ذلك، وبالتوازي مع فرق الطور في التردد بين المدخل والمخرج، يُمكن أيضاً قياس التغير الفعلي في التردد الطبيعي. يتناسب هذا التغير في التردد تناسباً طردياً مع كثافة السائل، ويمكن استخلاص إشارة خرج إضافية. بعد قياس كل من معدل تدفق الكتلة والكثافة، يُمكن استنتاج معدل تدفق الحجم.

في الوقت الحاضر، هذا المقياس مناسب فقط لقياس الأنابيب التي يبلغ قطرها 200 مم أو أقل، ولا يمكنه قياس الأنابيب ذات القطر الكبير؛ علاوة على ذلك، فهو كبير الحجم والوزن نسبيًا، وليس من السهل التعامل معه.

لقياس تدفق المياه النقية، يمكنك اختيار مقياس التدفق بناءً على المعايير التالية.

1) اختيار مقياس تدفق المياه من النوع غير الجراحي وعدم الاتصال المباشر بالسائل المقاس لضمان عدم تلوث السائل؛

2) يجب أن يكون مقياس التدفق المختار قادراً على قياس السوائل ذات الموصلية المنخفضة جداً.

3) يجب ألا تتأثر بيانات تركيب وقياس مقياس التدفق بقطر الأنبوب المقاس.

مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية ذو المشبك الخارجي هو نوع من مقاييس تدفق السوائل التي لا تتطلب التلامس، ويمكنه قياس التدفق في الأنابيب التي يتراوح قطرها بين 20 مم و5000 مم، وهو نطاق واسع من الأقطار، كما يمكن استخدامه لقياس السوائل التي يصعب ملامستها أو مراقبتها. يتميز هذا المقياس بدقة عالية نسبيًا، ولا يتأثر تقريبًا بالخصائص الفيزيائية المختلفة للوسط المقاس، مثل السوائل شديدة التآكل، وغير الموصلة للكهرباء، والمشعة، والقابلة للاشتعال، والمتفجرة، وغيرها. لذلك، نوصي باستخدام مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية ذي المشبك الخارجي لقياس تدفق الماء النقي.

اعرض بعض الحالات الواقعية لتكون مرجعاً لك.