في الإنتاج الصناعي والحياة اليومية ، يعد القياس الدقيق لمعدل تدفق السوائل في الأنابيب مهمًا لضمان التشغيل الطبيعي للنظام ، وتحسين استخدام الطاقة ، والوقاية من المخاطر المحتملة.سواء كان ذلك في أنظمة المياه الحضرية ، أو أنابيب نقل النفط والغاز الطبيعي ، أو أنابيب نقل المواد في الإنتاج الكيميائي ، فإن القياس الدقيق لسرعة التدفق هو عنصر لا غنى عنه.مع التقدم المستمر في العلم والتكنولوجيا ، ظهرت مجموعة متنوعة من مبادئ وتقنيات القياس ، مما يوفر حلولًا متنوعة لقياس سرعة التدفق في سيناريوهات مختلفة.
أولا - مبدأ القياس
`1` مبدأ الاستشعار الكهرومغناطيسيتعمل مقاييس التدفق الكهرومغناطيسي على أساس قانون الحث الكهرومغناطيسي لفاراداي.عندما يتدفق السائل الموصل في الأنابيب ويقطع خطوط المجال المغناطيسي التي تنتجها مقياس التدفق الكهرومغناطيسي ، يتم إنشاء قوة كهربائية حثية في اتجاه عمودي مع اتجاه المجال المغناطيسي واتجاه التدفق.هذه القوة الكهربائية الحركية ترتبط بشكل مباشر مع سرعة تدفق السائل ، ويمكن حساب سرعة تدفق السائل من خلال قياس حجم القوة الكهربائية الحركية بدقة.ميزة واضحة لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي هي دقة قياسها العالية ، وعادة ما تكون قادرة على الوصول إلى نطاق دقة 0.5 ٪ - 1.0 ٪ ، ولديها مزايا مثل عدم فقدان الضغط ، وقابلية قياس التآكل والسوائل القذرة ، وبالتالي يتم استخدامها على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والصيدلانية وتجهيز الأغذية وغيرها.±±
`2` مبدأ انتشار الموجات فوق الصوتيةتستخدم مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية خصائص انتشار الموجات فوق الصوتية في السوائل لقياس سرعة التدفق.وهناك أساليب قياس شائعة هي أساليب التفاوت الزمني وأساليب التفاوت الترددي.يتم حساب معدل التدفق من خلال قياس الفرق في وقت الانتقال بين التيار والتيار العكسي للموجات فوق الصوتية.على وجه التحديد، سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في السائل الثابت هو c، مع سرعة تدفق السائل هو v، والمسافة بين اثنين من المحولات هو L.عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية في اتجاه التيار ، سرعتها الفعالة هي c + v ، وقت الانتشار هو t_d ؛ عند الانتشار في اتجاه التيار العكسي ، السرعة الفعالة هي c-v ، وقت الانتشار هو t_u.ووفقا للعلاقة بين السرعة والوقت والمسافة، يمكن الحصول على صيغة وقت الانتقال من التيار والتيار العكسي، وبالتالي معرفة سرعة التدفق v.يتم حساب معدل التدفق من خلال قياس التغيرات في التردد الناجمة عن سرعة التدفق المختلفة للموجات فوق الصوتية أثناء الانتشار في اتجاه التيار والمعاكس.مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية لديه مزايا القياس غير التلامسية، نطاق واسع من التطبيقات، وسهولة التركيب، وغيرها من المزايا، وخاصة بالنسبة للأنابيب ذات العيار الكبير وقياس السوائل التي لا يسهل الوصول إليها.
'3` مبدأ القياس الميكانيكييتم تدوير مقياس التدفق الميكانيكي من خلال تأثير السائل على المكونات الميكانيكية مثل الشفرات والتوربينات ، وسرعة الدوران تتناسب مع سرعة التدفق ، وبالتالي تحقيق قياس سرعة التدفق.على سبيل المثال، مقياس تدفق التوربين تحت تأثير السوائل، التوربينات تدور، من خلال الاستشعار للكشف عن سرعة دوران التوربينات، وبالتالي الحصول على معلومات سرعة التدفق.هذا النوع من مقاييس التدفق هياكل بسيطة، منخفضة التكلفة، ولكن الدقة منخفضة نسبيا، وفي منطقة منخفضة السرعة القياس دقة انخفاض كبير، وعادة ما تكون مناسبة لقياس تدفق الأنابيب ذات الفتحة الكبيرة.
ثانياً - استخدام معدات رصد تدفقات الأنابيب
`1` اختيار المعداتعند اختيار معدات مراقبة تدفق الأنابيب ، يجب النظر في طبيعة السوائل ، وقطر الأنابيب وموادها ، ومتطلبات دقة القياس ، وبيئة التركيب ، والتكلفة.على سبيل المثال ، لقياس السوائل الموصلة ، مقياس التدفق الكهرومغناطيسي هو الخيار المثالي ؛ لقياس التدفق في ظروف العمل القاسية مثل درجات الحرارة العالية والضغط العالي والسوائل القوية للتآكل ، فإن مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية لديه ميزة فريدة من نوعها ؛ ومراقبة تدفق الأنابيب ذات العيار الكبير ، يتم استخدام مقياس التدفق الدوامة على نطاق واسع بسبب بنيته البسيطة وسهولة التركيب والصيانة.
`2` نقاط التركيبلضمان دقة نتائج القياسات ، من المهم جدًا تركيب معدات مراقبة التدفق في مكان وكيفية تركيبها.أولاً ، يجب اختيار تركيبها على جزء مستقيم من الأنابيب ، وتجنب القرب من المضخات والصمامات وغيرها من المعدات التي قد تسبب اضطرابات السوائل لضمان توزيع معدل تدفق السوائل بشكل متساو.ثانيا، لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي، لضمان الأرض جيدة، وتجنب التدخل الكهرومغناطيسي الخارجي؛ لمقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية، يجب أن يكون موقع تركيب المحول محاذاة بدقة، لضمان أن الموجات فوق الصوتية يمكن أن تنتشر على طول محور الأنابيب.وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي تركيب المعدات أيضا لتسهيل التشغيل والصيانة والصيانة للموظفين لضمان تشغيلها مستقرة على المدى الطويل.
`3` الصيانة والمعايرةإن الصيانة والمعايرة المنتظمة لمعدات مراقبة التدفق أمر أساسي لضمان دقة قياسها.وتشمل أعمال الصيانة تنظيف سطح المعدات، والتحقق من ما إذا كانت المكونات المتصلة فضفاضة، وتنظيف الشوائب في السوائل.بالنسبة لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي ، يجب تنظيف سطح الأقطاب الكهربائية بشكل منتظم لمنع تلوث الأقطاب الكهربائية بواسطة الوسائط مما يؤدي إلى أخطاء القياس ؛ بالنسبة لمقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية ، يجب التحقق من حالة عمل المحول لضمان تشغيله الطبيعي.تحتاج المعايرة إلى استخدام معدات المعايرة المهنية والسوائل القياسية ، وفقا لدورة معينة لمعايرة مقياس التدفق ، للتعويض عن خطأ القياس الناجم عن تقدم المعدات والتغيرات البيئية والعوامل الأخرى.
يعد قياس سرعة تدفق الأنابيب جزءًا مهمًا لا غنى عنه في الإنتاج الصناعي والحياة.من خلال الاختيار المعقول لمبدأ القياس، والاستخدام الصحيح لمعدات مراقبة تدفق الأنابيب، والقيام بتركيب المعدات وصيانتها، يمكن تحقيق قياس دقيق وموثوق بها لسرعة تدفق الأنابيب، وتوفير ضمان قوي للإنتاج الآمن والتشغيل الفعال في مختلف الصناعات.مع التقدم المستمر في العلوم والتكنولوجيا ، يعتقد أن هناك المزيد من تكنولوجيات ومعدات القياس الجديدة في المستقبل ، مما سيحسن دقة وكفاءة قياس سرعة تدفق الأنابيب.
