ما هو مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية ذو المشبك؟

مقياس التدفق فوق الصوتي المثبت بمشبك هو جهاز غير جراحي يُستخدم لقياس معدل تدفق السوائل أو الغازات في الأنابيب. وبدلاً من تركيبه مباشرةً داخل الأنبوب، تُثبّت محولات الطاقة فوق الصوتية على سطحه الخارجي. وتعمل هذه المقاييس باستخدام الموجات فوق الصوتية لقياس سرعة السائل المتدفق عبر الأنبوب.

كيف يعمل؟
1. محولات الطاقة فوق الصوتية: يتم وضع محولين للطاقة على جانبين متقابلين من الأنبوب. وهما يعملان كمرسلات ومستقبلات لإشارات فوق صوتية.
2. مبدأ زمن العبور:
• يرسل العداد نبضات فوق صوتية في كلا الاتجاهين - باتجاه المصب (مع التدفق) وعكس اتجاه التدفق (ضد التدفق).
• الوقت الذي تستغرقه الإشارة للانتقال باتجاه المصب أقصر من الوقت الذي تستغرقه للانتقال باتجاه المنبع.
• الفرق في زمن العبور يتناسب طرديًا مع سرعة تدفق السائل.
3. مبدأ دوبلر (اختياري):
تستخدم بعض النماذج تأثير دوبلر عن طريق ارتداد الموجات الصوتية عن الجسيمات أو الفقاعات الموجودة في السائل. ويُستخدم فرق التردد بين الإشارات المرسلة والمستقبلة لحساب سرعة التدفق.
4. حساب التدفق:
• يستخدم مقياس التدفق سرعة التدفق المقاسة ومساحة المقطع العرضي للأنبوب لحساب معدل التدفق الحجمي.

المزايا:
• غير جراحي: لا حاجة لقطع الأنبوب، مما يجنب تعطيل التدفق والتلوث.
• متعدد الاستخدامات: يعمل على مواد الأنابيب المختلفة (المعدن، البلاستيك، إلخ) والأحجام.
• محمول: يستخدم غالبًا للقياسات المؤقتة أو الموضعية.
• الحد الأدنى من الصيانة: عدم وجود أجزاء متحركة يقلل من التآكل والاهتراء.

القيود:
• خصائص السوائل: يعمل بشكل أفضل مع السوائل النظيفة أو تلك التي تحتوي على جزيئات صغيرة ومتناسقة أو فقاعات لنماذج دوبلر.
• حالة الأنابيب: يمكن أن تتأثر الدقة بمادة الأنبوب وسمكه والظروف الداخلية (مثل التقشر أو التآكل).

تُستخدم عدادات التدفق فوق الصوتية المثبتة بمشبك بشكل شائع في صناعات مثل معالجة المياه والنفط والغاز والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء والمعالجة الكيميائية لتلبية احتياجات قياس التدفق الدائمة والمؤقتة.