يعتمد مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية في القنوات المفتوحة على استخدام مقياس تدفق بالموجات فوق الصوتية بالتزامن مع قناة بارشال لقياس تدفق السائل في قناة مفتوحة. فيما يلي الجوانب الرئيسية:
- كيف يعمل؟
- قناة بارشال: قناة بارشال عبارة عن هيكل هيدروليكي ثابت يُسرّع تدفق المياه في القنوات المفتوحة دون المستوى الحرج. تتميز القناة بضيق في جدرانها الجانبية المتوازية وانخفاض في أرضيتها عند مدخلها. يسمح هذا التصميم بتحديد معدل التدفق في الجزء العلوي من القناة من خلال قياس مستوى واحد في موقع محدد.
- مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية: يقوم مستشعر مثبت فوق مجرى التدفق في قناة بارشال بإرسال نبضة صوتية تنعكس عن سطح الماء. ويُحدد مستوى الماء في القناة من خلال الفترة الزمنية الفاصلة بين إرسال النبضة واستقبال الصدى. ثم يُحوّل قياس المستوى هذا إلى معدل تدفق باستخدام معادلة مُبرمجة مسبقًا تتناسب مع نوع وحجم قناة بارشال المستخدمة.
- المزايا:
- الدقة: يمكن أن توفر دقة جيدة بشكل عام لقياس التدفق، وعادة ما تكون ضمن ±8-10% اعتمادًا على عوامل مختلفة مثل دقة قناة التدفق، ودقة مقياس التدفق، وخطأ التركيب، وخطأ المعايرة.
- تركيب بدون تلامس: لا يلامس المستشعر فوق الصوتي السائل، مما يعني أنه لا يتأثر بعوامل مثل الشحوم والمواد الصلبة العالقة والطمي والمواد الكيميائية المسببة للتآكل في مجرى التدفق. كما أنه يتطلب الحد الأدنى من الصيانة.
- نطاق واسع من التطبيقات: تُستخدم قنوات بارشال على نطاق واسع في تطبيقات متنوعة مثل قنوات الري، والمياه السطحية، والمخلفات الصناعية، ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي. ويُعدّ دمجها مع مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية حلاً متعدد الاستخدامات لقياس التدفق في القنوات المفتوحة.
- العيوب والتحديات:
- العوامل البيئية: قد تتأثر عدادات التدفق فوق الصوتية بالرياح والبخار وتدرجات درجة حرارة الهواء. يمكن أن تؤثر تغيرات درجة حرارة الهواء على سرعة الصوت، لذا يجب أن يعوض عداد التدفق هذه التغيرات. كما يمكن أن يؤثر ضوء الشمس على أداء المستشعر من خلال تسخينه بشكل مصطنع.
- اضطرابات التدفق: يمكن أن يؤدي الاضطراب والرغوة والحطام العائم في التدفق إلى قراءات تدفق عالية بشكل مصطنع حيث قد يكتشف المقياس هذه الأمور قبل أن يكتشف مستوى السطح الحقيقي لتيار التدفق.
- متطلبات تركيب قنوات بارشال: يجب أن تكون قنوات بارشال مستوية من الأمام إلى الخلف ومن جانب إلى آخر للحصول على قياسات دقيقة. على الرغم من وجود حلول تصحيحية لبعض القنوات، إلا أن ضمان التركيب والمحاذاة الصحيحين أمر بالغ الأهمية لقياس التدفق بدقة.
تاريخ النشر: 5 نوفمبر 2024