المنجمين يجعلون كل احتياجاتك قابلة للتحقيق
مقاييس التدفق الدوامية هي أجهزة متعددة الاستخدامات مصممة لقياس معدل تدفق السوائل والغازات والبخار عن طريق اكتشاف الدوامات المتولدة من جسم حاد موضوع في مسار التدفق. تستخدم هذه الأجهزة تأثير فون كارمان، حيث تتولد الدوامات بالتناوب على جانبي الجسم الحاد بتردد يتناسب مع سرعة السائل. يتم اكتشاف هذا التردد بواسطة المستشعرات ويتم تحويله إلى إشارات إخراج موحدة مثل 4–20 مللي أمبير أو البروتوكولات الرقمية (HART، PROFIBUS) للتكامل مع أنظمة التحكم. تتميز مقاييس التدفق الدوامية بتطبيقها الواسع وموثوقيتها العالية ومتطلبات الصيانة الدنيا، مما يجعلها مناسبة لمختلف الصناعات بما في ذلك المعالجة الكيميائية وتوليد الطاقة والنفط والغاز ومعالجة المياه. يساهم تصميمها القوي، وعدم وجود أجزاء متحركة، والحصانة من تغيرات خصائص السوائل في ظل ظروف معينة في شعبيتها في تطبيقات قياس التدفق الصناعي.
يعتمد الأساس التشغيلي لمقاييس التدفق الدوامية على ظاهرة شارع دوامة فون كارمان. عندما يمر السائل بجسم حاد (يسمى أيضًا شريط الإسقاط)، فإنه يولد دوامات متناوبة في اتجاه مجرى النهر. يتناسب تردد إلقاء الدوامات (f) بشكل مباشر مع سرعة السائل (v) ويتناسب عكسيًا مع عرض الجسم الحاد (d)، كما هو موضح بالمعادلة:
حيث يمثل St رقم ستروهال، وهو ثابت بلا أبعاد يظل مستقرًا على نطاق واسع من رقم رينولدز. تكتشف المستشعرات الكهروضغطية أو السعوية المضمنة في العداد تقلبات الضغط الناتجة عن إلقاء الدوامات وتحولها إلى إشارات كهربائية. تعمل تقنيات معالجة الإشارات المتقدمة، بما في ذلك الخوارزميات المستندة إلى تحويل هيلبرت-هوانغ (HHT)، على تحسين دقة تقدير التردد وتحسين مقاومة اهتزاز خط الأنابيب وتداخل اضطراب السوائل. تشتمل مقاييس التدفق الدوامية الحديثة على معالجات الإشارات الرقمية (DSP) لتهيئة الإشارات في الوقت الفعلي وتعويض درجة الحرارة وقدرات التشخيص الذاتي.
تُظهر مقاييس التدفق الدوامية العديد من معلمات الأداء الرئيسية التي تحدد مدى ملاءمتها لتطبيقات معينة. تصل دقة القياس عادةً إلى ±0.5%–±1% من القراءة للسوائل و ±1%–±1.5% للغازات والبخار في ظل الظروف المرجعية. تتراوح القابلية للنطاق (نسبة التوقف) بشكل عام من 10:1 إلى 20:1، مع تحقيق بعض النماذج ما يصل إلى 25:1، مما يسمح بالقياس الفعال عبر معدلات التدفق المتغيرة. تعمل هذه الأجهزة عبر نطاقات درجات حرارة واسعة (على سبيل المثال، -200 درجة مئوية إلى +400 درجة مئوية) وتصنيفات ضغط تصل إلى 420 بار، اعتمادًا على الطراز ومواد البناء. يكون فقدان الضغط الناتج عن العدادات الدوامية بشكل عام أقل من فقدان أجهزة الضغط التفاضلي ولكنه أعلى من مقاييس التدفق المغناطيسية أو فوق الصوتية. تتميز الوحدات الحديثة بخيارات إخراج متعددة بما في ذلك 4–20 مللي أمبير تناظري، والنبض، والاتصالات الرقمية عبر HART، أو PROFIBUS، أو FOUNDATION Fieldbus، أو Ethernet-APL، مما يتيح التكامل السلس مع أنظمة التشغيل الآلي الصناعية.
تؤدي مقاييس التدفق الدوامية وظائف حيوية في العديد من القطاعات الصناعية. في المعالجة الكيميائية، فإنها تقيس تدفقات المواد الخام ومدخلات المفاعل وتحويلات المنتج النهائي، مع هياكل من الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة بالكامل والتي تتعامل مع الوسائط المسببة للتآكل. تستخدم مرافق توليد الطاقة هذه العدادات لقياس تدفق البخار في أنظمة الغلايات والتحكم في مياه التغذية، حيث تضمن قدرتها على تحمل درجات الحرارة والضغوط العالية التشغيل الموثوق به. تستخدم صناعة النفط والغاز العدادات الدوامية لمراقبة غاز الوقود وقياس المياه المنتجة ومحاسبة غاز الشعلة، والاستفادة من متطلبات الصيانة الدنيا في المواقع النائية. تشمل تطبيقات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء قياس تدفق المياه المبردة والساخنة لأنظمة إدارة الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، تراقب العدادات الدوامية بشكل فعال تدفقات الهواء المضغوط والغاز الصناعي في مرافق التصنيع، مما يوفر بيانات دقيقة لتحسين العمليات وتخصيص التكاليف.
يعد التثبيت السليم أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الأداء الأمثل لمقياس التدفق الدوامي. تتراوح متطلبات الأنابيب المستقيمة في اتجاه المنبع والمصب عادةً من 10 إلى 30 ضعف قطر الأنبوب اعتمادًا على اضطرابات التدفق الناتجة عن الأكواع أو الصمامات أو المضخات. يجب توجيه العداد للحفاظ على حالة الأنبوب الممتلئ لتطبيقات السوائل، مع إيلاء اهتمام خاص لتجنب الجيوب الهوائية في التركيبات الأفقية. بالنسبة لقياس البخار والغاز، يجب أن تعطي التركيبات الأولوية للتدفق الهابط في الأنابيب الرأسية لمنع تراكم المكثفات. يوصى باستخدام حلقات التأريض أو أقطاب التأريض عند قياس السوائل منخفضة الموصلية لتبديد الشحنات الكهروستاتيكية. يجب تقليل عدم محاذاة الأنابيب لتجنب أخطاء القياس، ويجب توفير الدعم لمنع الضغط الميكانيكي على غلاف العداد. تسهل صمامات العزل وخطوط الأنابيب الالتفافية الصيانة دون مقاطعة العملية، بينما يضمن الإغلاق المناسب ومدخلات القناة الحماية البيئية المقابلة لتصنيف المنطقة.
توفر مقاييس التدفق الدوامية مزايا كبيرة بما في ذلك الحد الأدنى من الصيانة نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة، والتطبيق الواسع عبر أنواع السوائل، والاستقرار غير المعرض للخطر بسبب اختلافات الكثافة أو الضغط أو درجة الحرارة عند قياس التدفق الحجمي. يوفر تصميمها البسيط موثوقية عالية وعمر خدمة طويل، مع تمكين قدرات الاتصال الرقمي الحديثة من التشخيصات المتقدمة والتكوين عن بُعد. ومع ذلك، تتطلب هذه العدادات الحد الأدنى من سرعات السوائل للحفاظ على إلقاء الدوامات (عادةً 0.3–0.5 م/ث للسوائل، 3–5 م/ث للغازات)، مما يحد من فعاليتها عند معدلات التدفق المنخفضة جدًا. كما أنها عرضة لأخطاء القياس في التطبيقات التي بها اهتزاز كبير في الأنابيب أو حيث يحتوي السائل على جزيئات مفرطة قد تغطي الجسم الحاد. يعد فهم هذه القيود أمرًا ضروريًا للاختيار السليم للعداد ونجاح التطبيق.
تستمر تقنية مقياس التدفق الدوامي في التطور مع ظهور العديد من الاتجاهات الهامة. تعمل تقنيات معالجة الإشارات الرقمية المحسنة على تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء، وتوسيع نطاق الاستخدام والحصانة من الاهتزاز. تتضمن القدرات متعددة المعلمات الآن قياس درجة الحرارة والضغط المتكامل لحساب التدفق الكتلي ومراقبة الطاقة. تتقدم الاتصالات نحو بروتوكولات Ethernet-APL واللاسلكية لتسهيل التكامل مع Industrial Internet of Things (IIoT) architectures. تطورت التشخيصات لتشمل قدرات الكشف عن البخار الرطب ومراقبة الأداء في الوقت الفعلي، ودعم استراتيجيات الصيانة التنبؤية. يقوم المصنعون أيضًا بتطوير تصميمات متخصصة للتطبيقات الصعبة، بما في ذلك الإصدارات عالية الضغط لإنتاج النفط والغاز والنماذج الصحية لصناعات الأدوية والأغذية.
اتصل شخص: Ms. Caroline Chan
الهاتف :: 13271919169