تصنيف مقياس التدفق

يمكن تقسيم تصنيف معدات التدفق إلى: مقياس التدفق الحجمي، مقياس التدفق السريع، مقياس التدفق المستهدف، مقياس التدفق الكهرومغناطيسي، مقياس التدفق الدوامي، مقياس الدوران، مقياس التدفق التفاضلي للضغط، مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية، مقياس التدفق الكتلي، إلخ.

1. جهاز قياس الروتاميتر

مقياس التدفق العائم، المعروف أيضًا باسم مقياس التدفق الدوار، هو نوع من مقاييس التدفق متغيرة المساحة. في أنبوب مخروطي رأسي يتمدد من الأسفل إلى الأعلى، تتحمل القوة الهيدروديناميكية جاذبية العوامة ذات المقطع العرضي الدائري، ويمكن للعوامة أن ترتفع وتنخفض بحرية. يتحرك المخروط لأعلى ولأسفل بفعل سرعة التدفق والطفو، وبعد موازنة وزن العوامة، ينتقل إلى القرص للإشارة إلى معدل التدفق من خلال اقتران مغناطيسي. يُقسم عمومًا إلى مقاييس تدفق زجاجية ومعدنية. تُعد مقاييس التدفق الدوارة المعدنية الأكثر استخدامًا في الصناعة. يُستخدم الزجاج عادةً للمواد المسببة للتآكل ذات أقطار الأنابيب الصغيرة. ونظرًا لهشاشة الزجاج، فإن نقطة التحكم الرئيسية هي أيضًا مقياس تدفق دوار مصنوع من معادن ثمينة مثل التيتانيوم. يوجد العديد من الشركات المصنعة المحلية لمقاييس التدفق الدوارة، وأهمها شركة تشنغده كروني (باستخدام تقنية كولونيا الألمانية)، ومصنع كايفنغ للأجهزة، وتشونغتشينغ تشوانيي، وتشانغتشو تشنغفنغ، وجميعها تُنتج مقاييس التدفق الدوارة. بفضل الدقة العالية وإمكانية التكرار لأجهزة قياس التدفق، يتم استخدامها على نطاق واسع في الكشف عن تدفق أقطار الأنابيب الصغيرة (≤ 200 مم).

2. مقياس تدفق الإزاحة الإيجابية

يقيس مقياس تدفق الإزاحة الموجبة تدفق السوائل من خلال قياس حجم القياس المتشكل بين الغلاف والدوار. وتتنوع مقاييس تدفق الإزاحة الموجبة، وفقًا لهيكل الدوار، بين نوع العجلة الخصرية، ونوع الكاشطة، ونوع الترس البيضاوي، وغيرها. وتتميز مقاييس تدفق الإزاحة الموجبة بدقة قياس عالية، تصل في بعضها إلى 0.2%، وبنية بسيطة وموثوقة، وتطبيقات واسعة، ومقاومة عالية للحرارة والضغط، وظروف تركيب سهلة. وتُستخدم على نطاق واسع في قياس النفط الخام والمنتجات النفطية الأخرى. ومع ذلك، نظرًا لمحرك التروس، فإن حجم خط الأنابيب يمثل أكبر خطر خفي. لذا، من الضروري تركيب مرشح أمام الجهاز، وهو ذو عمر افتراضي محدود ويحتاج غالبًا إلى صيانة. وحدات الإنتاج المحلية الرئيسية هي: مصنع كايفنغ للأجهزة، ومصنع آنهوي للأجهزة، وغيرهما.

3. مقياس تدفق الضغط التفاضلي

مقياس تدفق الضغط التفاضلي هو جهاز قياس ذو تاريخ طويل من الاستخدام وبيانات تجريبية كاملة. إنه مقياس تدفق يقيس فرق الضغط الساكن الناتج عن تدفق السائل عبر جهاز الخنق لعرض معدل التدفق. يتكون التكوين الأساسي من جهاز الخنق وخط أنابيب إشارة الضغط التفاضلي ومقياس الضغط التفاضلي. جهاز الخنق الأكثر استخدامًا في الصناعة هو "جهاز الخنق القياسي" الذي تم توحيده. على سبيل المثال، الفتحة القياسية، الفوهة، فوهة فنتوري، أنبوب فنتوري. الآن يتجه جهاز الخنق، وخاصة قياس تدفق الفوهة، نحو التكامل، ويتم دمج جهاز إرسال الضغط التفاضلي عالي الدقة وتعويض درجة الحرارة مع الفوهة، مما يحسن الدقة بشكل كبير. يمكن استخدام تقنية أنبوب بيتو لمعايرة جهاز الخنق عبر الإنترنت. في الوقت الحاضر، تُستخدم أيضًا بعض أجهزة الخنق غير القياسية في القياس الصناعي، مثل صفائح الفتحة المزدوجة، وصفائح الفتحة المستديرة، وصفائح الفتحة الحلقية، وما إلى ذلك. تتطلب هذه العدادات عمومًا معايرة التدفق الحقيقي. هيكل جهاز الخنق القياسي بسيط نسبيًا، ولكن نظرًا لمتطلباته العالية نسبيًا للتسامح البعدي والشكل وتسامح الموضع، فإن تقنية المعالجة صعبة نسبيًا. على سبيل المثال، فإن صفيحة الفتحة القياسية هي جزء يشبه الصفيحة فائق الرقة، وهو عرضة للتشوه أثناء المعالجة، كما أن صفائح الفتحة الأكبر معرضة أيضًا للتشوه أثناء الاستخدام، مما يؤثر على الدقة. فتحة الضغط في جهاز الخنق ليست كبيرة جدًا بشكل عام، وسوف تتشوه أثناء الاستخدام، مما سيؤثر على دقة القياس. ستؤدي صفيحة الفتحة القياسية إلى تآكل العناصر الهيكلية المتعلقة بالقياس (مثل الزوايا الحادة) بسبب احتكاك السائل بها أثناء الاستخدام، مما سيقلل من دقة القياس.

على الرغم من أن تطوير عدادات تدفق الضغط التفاضلي كان مبكرًا نسبيًا، مع التحسين المستمر وتطوير أشكال أخرى من عدادات التدفق، والتحسين المستمر لمتطلبات قياس التدفق للتنمية الصناعية، فقد تم استبدال موقف عدادات تدفق الضغط التفاضلي جزئيًا بعدادات تدفق متقدمة وعالية الدقة ومريحة.

4. مقياس التدفق الكهرومغناطيسي

طُوِّر مقياس تدفق كهرومغناطيسي استنادًا إلى مبدأ فاراداي للحث الكهرومغناطيسي لقياس حجم تدفق السائل الموصل. ووفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، عندما يقطع موصل خط المجال المغناطيسي في مجال مغناطيسي، يتولد جهد مستحث فيه. وتتوافق قيمة القوة الدافعة الكهربائية مع قيمة الموصل. في المجال المغناطيسي، تتناسب سرعة الحركة العمودية على المجال المغناطيسي، ثم تُحوَّل إلى معدل تدفق وفقًا لقطر الأنبوب واختلاف الوسط.

مقياس التدفق الكهرومغناطيسي ومبادئ الاختيار: 1) يجب أن يكون السائل المراد قياسه موصلاً للكهرباء أو سائلاً طينياً؛ 2) يجب أن يكون العيار والمدى، ويفضل أن يكون المدى الطبيعي أكثر من نصف المدى الكامل، وأن يتراوح معدل التدفق بين 2-4 أمتار؛ 3) يجب أن يكون ضغط التشغيل أقل من مقاومة ضغط مقياس التدفق؛ 4) يجب استخدام مواد بطانة وأقطاب كهربائية مختلفة لدرجات حرارة ووسائط تآكل مختلفة.

تعتمد دقة قياس مقياس التدفق الكهرومغناطيسي على الموقف الذي يكون فيه السائل ممتلئًا بالأنبوب، ولم يتم حل مشكلة قياس الهواء في الأنبوب بشكل جيد حتى الآن.

مزايا مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية: لا تحتوي على أجزاء خانقة، ما يقلل من فقدان الضغط ويقلل من استهلاك الطاقة. تعتمد فقط على متوسط ​​سرعة السائل المقاس، ونطاق القياس واسع؛ ولا يمكن قياس الوسائط الأخرى إلا بعد معايرة الماء، دون تصحيح، وهو الأنسب للاستخدام كجهاز قياس للترسيب. بفضل التحسين المستمر للتكنولوجيا ومواد المعالجة، والتحسين المستمر للاستقرار والخطية والدقة وعمر الخدمة، والتوسع المستمر لأقطار الأنابيب، يعتمد قياس الوسائط ثنائية الطور الصلبة والسائلة على أقطاب كهربائية قابلة للاستبدال وأقطاب كهربائية مكشطة لحل هذه المشكلة. مشاكل قياس الوسائط ذات الضغط العالي (32MPA) ومقاومة التآكل (بطانة مضادة للأحماض والقلويات) ، فضلاً عن التوسع المستمر في العيار (حتى عيار 3200MM) ، والزيادة المستمرة في العمر (أكبر عمومًا من 10 سنوات) ، أصبحت مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية أكثر فأكثر تستخدم على نطاق واسع ، كما انخفضت تكلفتها ، لكن السعر الإجمالي ، وخاصة سعر أقطار الأنابيب الكبيرة ، لا يزال مرتفعًا ، لذلك لها مكانة مهمة في شراء مقاييس التدفق.

5. مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية

مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية هو نوع جديد من أجهزة قياس التدفق التي طُوّرت في العصر الحديث. طالما أن السائل الذي ينقل الصوت يمكن قياسه باستخدام مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية؛ يمكن لمقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية قياس تدفق السوائل عالية اللزوجة والسوائل غير الموصلة والغازات، وقياس معدل التدفق هو: سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في السائل ستتغير باختلاف معدل تدفق السائل المراد قياسه. في الوقت الحاضر، لا تزال مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية عالية الدقة من العلامات التجارية الأجنبية، مثل فوجي اليابانية وكانغلتشوانغ الأمريكية؛ وتشمل الشركات المصنعة المحلية لمقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية بشكل رئيسي: تانغشان ميلون، وداليان شيانتشاو، ووهان تايلونغ، وغيرها.

لا تُستخدم مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية عادةً كأجهزة قياس للترسيب، ولا يُمكن إيقاف الإنتاج لاستبداله في حال تلف نقطة القياس في الموقع، ويُستخدم غالبًا في الحالات التي تتطلب معايير اختبار لتوجيه الإنتاج. تكمن الميزة الرئيسية لمقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية في استخدامها لقياس التدفقات الكبيرة (أقطار الأنابيب التي يزيد قطرها عن مترين). حتى مع استخدام بعض نقاط القياس للترسيب، فإن استخدام مقاييس تدفق بالموجات فوق الصوتية عالية الدقة يُوفر التكاليف ويُقلل من تكاليف الصيانة.

6. مقياس تدفق الكتلة

بعد سنوات من البحث، تم تقديم مقياس تدفق الكتلة الأنبوبي على شكل حرف U لأول مرة من قبل شركة MICRO-MOTION الأمريكية في عام 1977. بمجرد ظهور مقياس التدفق هذا، أظهر حيويته القوية. ميزته هي أنه يمكن الحصول على إشارة تدفق الكتلة مباشرة، ولا يتأثر بتأثير المعلمة الفيزيائية، والدقة هي ± 0.4٪ من القيمة المقاسة، ويمكن أن يصل بعضها إلى 0.2٪. يمكنه قياس مجموعة واسعة من الغازات والسوائل والطين. وهو مناسب بشكل خاص لقياس غاز البترول المسال والغاز الطبيعي المسال باستخدام وسائط تجارية عالية الجودة، بالإضافة إلى أن مقياس التدفق الكهرومغناطيسي غير كافٍ؛ لأنه لا يتأثر بتوزيع سرعة التدفق على الجانب العلوي، فلا توجد حاجة لأقسام الأنابيب المباشرة على الجانبين الأمامي والخلفي لمقياس التدفق. العيب هو أن مقياس تدفق الكتلة لديه دقة معالجة عالية وعادة ما يكون له قاعدة ثقيلة، لذلك فهو مكلف؛ لأنه يتأثر بسهولة بالاهتزاز الخارجي وتقل الدقة، انتبه إلى اختيار موقع التثبيت وطريقة التركيب.

7. مقياس تدفق الدوامة

مقياس التدفق الدوامي، المعروف أيضًا باسم مقياس التدفق الدوامي، هو منتج ظهر في أواخر سبعينيات القرن الماضي. وقد لاقى رواجًا واسعًا منذ طرحه في السوق، ويُستخدم على نطاق واسع لقياس السوائل والغازات والبخار وغيرها من الوسائط. مقياس التدفق الدوامي هو مقياس سرعة تدفق. إشارة الخرج هي إشارة تردد نبضي أو إشارة تيار قياسية تتناسب مع معدل التدفق، ولا تتأثر بدرجة حرارة السائل أو تركيبه أو ضغطه أو لزوجته أو كثافته. يتميز بهيكل بسيط، بدون أجزاء متحركة، ولا يلامس عنصر الكشف السائل المراد قياسه. يتميز بدقة عالية وعمر افتراضي طويل. عيبه هو الحاجة إلى مقطع أنبوب مستقيم معين أثناء التركيب، كما أن النوع العادي لا يوفر حلاً جيدًا للاهتزاز ودرجات الحرارة المرتفعة. يتوفر مقياس التدفق الدوامي بنوعين: كهرضغطي وسعوي. يتميز النوع الأخير بمقاومة درجات الحرارة والاهتزاز، ولكنه أغلى ثمنًا ويُستخدم عادةً لقياس البخار شديد الحرارة.

8. مقياس التدفق المستهدف

مبدأ القياس: عند تدفق الوسط في أنبوب القياس، يُسبب فرق الضغط بين طاقته الحركية ولوحة الهدف إزاحة طفيفة للوحة الهدف، وتتناسب القوة الناتجة طرديًا مع معدل التدفق. يُمكن قياس التدفقات فائقة الصغر ومعدلات التدفق فائقة الانخفاض (0-0.08 متر/ثانية)، وتصل دقتها إلى 0.2%.