ما تغطيه هذه الفئة
يحدّد قياس التدفق كمية السائل أو الغاز أو البخار التي تمرّ بنقطة في أنبوب أو في قناة. وهو أكثر القياسات ارتباطًا بالمال: رقم نقل الملكية، أو كمية الحقن، أو توازن المياه، أو حساب الطاقة؛ ولهذا يكون الحدّ المقبول من الخطأ محددًا عادةً بمتطلب تجاري أو تنظيمي قبل اختيار الجهاز.
لا يغطي مبدأ واحد كل الحالات. فالحمأة الموصّلة تميل بمقياس التدفق الكهرومغناطيسي، وخط مياه كبير مدفون يمكن قياسه من الخارج بمجموعة فوق صوتية بالتركيب الخارجي، ومجمّع البخار يحتاج تركيبًا بالدوّامات أو بالفرق في الضغط، وخط تعبئة يمرّ عليه منتج غالٍ يبرّر استخدام مقياس كتلي بكوريوليس يقيس الكتلة مباشرة. وقد يكون الأنبوب واحدًا في الحالات الأربع.
يأتي المشترون إلى هذه الفئة بشرط تشغيل لا برقم طراز: وسط، وحجم خط، ومدى تدفق، ودرجة حرارة، وضغط. والعمل هو أن تُبيّن أيّ تلك الكمّيات يُقاس وأيّها يُستنتَج، لأن هذا القرار هو الذي يحدّد ما يجب أن يتغيّر في بقية التركيب.
أنواع المنتجات في قياس التدفق
| نوع المنتج | كيف تقيس | ما تُحدَّد من أجله عادةً |
| مقياس التدفق الكهرومغناطيسي | الجهد المتولّد في سائل موصّل يتحرّك داخل مجال مغناطيسي | المياه، ومياه الصرف، والحمأة، ولب الورق، والكيماويات الموصّلة؛ الخيار المعتاد كلما كان الوسط موصّلًا وأمكن تبطين الأنبوب |
| مقياس التدفق فوق الصوتي | الفرق في زمن العبور، أو الانزياح الترددي، بين مسارات صوتية عبر الأنبوب | المياه النظيفة وسوائل العملية، لا سيما الأنابيب الكبيرة وأعمال التحديث حيث لا يمكن قطع الخط |
| مقياس التدفق بالدوّامات | تردّد الدوّامات المنفصلة خلف الجسم المعيق، وهو يتبع السرعة | البخار، والهواء المضغوط، والغازات الصناعية، والسوائل قليلة اللزوجة؛ ويقوى حيث يجب أن يغطّي مقياس واحد مدى حرارة واسعًا |
| مقياس التدفق بالتوربينة | دوران دوّارة مزعّفة يحرّكها التيار | السوائل والغازات النظيفة قليلة اللزوجة، والتحميل والخلط بالدفعات، حيث تكون قابلية التكرار أهمّ من فقد الضغط |
| مقياس التدفق الكتلي بكوريوليس | انزياح الطور بين أنبوبين مهتزّين يسبّبه مرور الكتلة داخلهما | التدفق الكتلي والكثافة للكيماويات، وحقن الجرعات، وكل مهمة تجعل قيمة المنتج تبرّر الإنفاق على الدقة |
| مقياس التدفق بالإزاحة الإيجابية | عدّ حجوم ثابتة منفصلة يمسحها عنصر متحرّك | السوائل اللزجة، والوقود، والزيوت، ومهام الحقن؛ ولا يحتاج إلى مسافة أنبوب مستقيم أمامية |
| مقياس التدفق الكتلي الحراري | الحرارة التي ينتزعها تيار الغاز من عنصر مسخّن | الهواء المضغوط، والنيتروجين، والغاز الطبيعي في الخطوط الصغيرة، حيث الرقم المرغوب هو الكتلة لا الحجم |
| مقياس التدفق بالمساحة المتغيّرة | ارتفاع العوّامة في أنبوب رأسي مخروطي | إشارة محلية لتدفقات التطهير، والعينة، والمرافق؛ بسيط ومرئي ولا يحتاج إلى تغذية |
مفاتيح التدفق، ومؤشرات التدفق، وعدّادات التدفق التراكمية، ومتحكّمات التدفق، هي الملحقات المحيطة بهذه المقاييس، وتُدرَج في أقسام مستقلة ضمن هذه الفئة.
كيف تختار مقياس تدفق
نادرًا ما يوجد جهاز واحد صحيح لمهمة، لكن توجد دائمًا قائمة مختارة يمكن تسويغها ومجموعة إجابات تُقصي ما عداها. وهذه هي الأسئلة التي تحسم الأمر.
- الوسط وموصليته: هذه الإجابة وحدها تسقط نحو نصف القائمة قبل أي اعتبار آخر، لأن المقياس الكهرومغناطيسي لا يقيس مائعًا غير موصّل.
- الصلبّات والألياف والغاز العالق: الكَشطُ والترسّب يحدّدان ما إذا كان التصميم بلا عائق لازمًا، وما إذا كانت مصفاة أمامية من نطاق التوريد.
- حجم الخط مقابل مدى التدفق: القطر الاسمي للأنبوب ليس مواصفة. فالحدّان الأدنى والأعلى للتدفق، والنسبة بينهما، هي ما يحدّد ما إذا كان المقياس يستطيع تمييز أقلّ تدفق.
- الدقة ومعيارها: لا معنى لرقم الدقة قبل أن يذكر ما إذا كان ينطبق على القراءة، أم على الامتداد، أم على كامل المدى، وعلى أيّ مدى من التدفق.
- ضغط التشغيل ودرجة حرارته: كلاهما يحدّد درجة الضغط، والتبطين، وموضع الإلكترونيات، ويستبعد بعض المبادئ عند الطرفين.
- قيود التركيب: المسافات المستقيمة المتاحة، وما إذا كان يمكن فتح الخط، وما إذا كان المقياس الخارجي أو المُدخَل يجنّب إيقافًا مخططًا.
- اللزوجة: الوسائط العالية اللزوجة تميل بالجواب نحو الإزاحة الإيجابية أو كوريوليس، وتبعد عن التوربينة والدوّامات.
- الخرج والتكامل: 4-20 mA، أو نبض، أو تردّد، أو HART، أو Modbus، وما إذا كانت الإشارة تغذي شاشة، أو مسجّلًا، أو نظام تحكم.
- البيئة عند موضع التركيب: درجة الحرارة المحيطة، والرطوبة، والاهتزاز، والغسيل، وما إذا كانت المنطقة مصنّفة.
- الاشتراطات الصحية: حين تخضع العملية لنظام الغسيل في المكان أو إلى معيار مواد للتلامس الغذائي.
استعراض عملية الاختيار بالترتيب
- حدّد ما الوسط، وما إذا كان السؤال عن الحجم أم عن الكتلة. فالجواب الكتلي يسقط عدة تقنيات فورًا.
- للسائل: اسأل هل هو موصّل. فإن كان كذلك فمقياس التدفق الكهرومغناطيسي هو الافتراض؛ وإن لم يكن فانتقل إلى فوق الصوتي، أو التوربينة، أو الإزاحة الإيجابية، أو كوريوليس.
- لغاز أو بخار: حدّد هل المهمة معوّضة. فتدفق البخار ومعظم الغازات يحتاج مدخلات ضغط ودرجة حرارة قبل أن تعني قراءة الحجم شيئًا.
- ثبّت مدى التدفق والنسبة بين أدناه وأقصاه لا القطر الاسمي للأنبوب، ثم تحقّق أنّ المبادئ المختارة قصيرًا تستطيع تمييز أقلّ تدفق.
- طبّق قيود التركيب: المسافات المستقيمة المتاحة، وإمكانية فتح الخط، وفقد الضغط الذي تتحمّله العملية.
- طبّق البيئة: درجة الحرارة عند الأنبوب وعند الإلكترونيات، ودرجة IP، وهل المنطقة مصنّفة.
- حدّد الخرج، وهل على الجهاز أن يعرض، أو يجمع تراكميًا، أو يسجّل، أو يتّصل.
- بعد ذلك فقط قارن الكلفة، فمقياس لا يستطيع تمييز أسفل المدى ليس الاختيار الاقتصادي مهما كان سعره.
مقارنة التقنيات
| التقنية | الأكثر ملاءمة ل | الحدود | الوسط المعتاد |
| كهرومغناطيسي | السوائل الموصّلة، والأوساط المتسخة أو الكاشطة، بلا عائق داخل المجرى | يجب أن يكون الوسط موصّلًا؛ ويلزم مجرى مبطّنًا خاليًا من المعدن؛ ولا يلائم الهيدروكربونات | المياه، ومياه الصرف، والحمأة، والأحماض والقلويات |
| فوق صوتي | أعمال التحديث والأنابيب الكبيرة، بلا فقد ضغط، ودون إيقاف الخط لتركيب مجموعة خارجية | يعتمد على مقطع سرعة متطوّر وجدار أنبوب نظيف، فالغاز العالق والصلبّات تشتّت الإشارة | المياه، ومياه العملية، والمنتجات المكرّرة |
| دوّامات | البخار والغاز، وامتداد حرارة واسع، وكلفة متوسطة | يحتاج إلى حدّ أدنى من رقم رينولدز، فالتدفّق النابض وثنائي الطور يفسدان القراءة | البخار، والهواء، والنيتروجين، والسوائل قليلة اللزوجة |
| توربينة | الموائع النظيفة، وتكرارية عالية، واستجابة سريعة | الأجزاء المتحرّكة تتآكل، والصلبّات وقابلية التزليق مهمّة، وفقد الضغط دائم | المياه النظيفة، والوقود، والمذيبات |
| كوريوليس | التدفق الكتلي والكثافة في جهاز واحد، ودقة عالية، بلا مسافة أمامية | كلفة ووزن أعلى، ومحدود بحجم الخط، وحسّاس تجاه الغاز العالق | الكيماويات، والحقن، والمنتجات عالية القيمة |
| الفرق في الضغط | البخار والغاز حيث يوجد عنصر أولي بالفعل، وحيث تكون الكلفة هي القيد | العلاقة الجذرية تضغط المدى المستخدم، والأنابيب الناقلة للضغط هي مصدر الخطأ المعتاد | البخار، والغاز، والمياه |
المعاملات التي يجب تأكيدها قبل الطلب
ما يبقى بعد اختيار التقنية هو قائمة قيم لا يستطيع موقع التركيب إلا هو أن يوفرها. وهذه هي القيم التي تغيّر الموديل، أو السعر، أو مدة التنفيذ:
- الوسط: اسمه، وتركيزه حيث يلزم، وهل هو نظيف، أو كاشط، أو حامل للألياف، أو عرضة لحمل الغاز.
- حجم الخط، ودرجة الجدول، ومادة الأنبوب، إضافة إلى مدى التدفق بالوحدات التي تستخدمها العملية فعلًا.
- ضغط التشغيل ودرجة حرارة التشغيل، بما في ذلك أقصى قيمة قد يبلغها كل منهما لا القيمة المعتادة.
- الدقة المطلوبة، والمعيار الذي تُذكر على أساسه.
- وصلية العملية: معيار سن البرغي أو الشفة، والوجه، ودرجة الضغط.
- الخرج والاتصال: 4-20 mA، أو نبض، أو HART، أو Modbus، أو مرحل، أو شاشة فقط.
- مصدر التغذية المتاح عند نقطة التركيب.
- البيئة: داخل مغلق أو في العراء، ودرجة الحرارة المحيطة، والغسيل، والاهتزاز، وتصنيف المنطقة إن وُجد.
- متطلبات مواد الأجزاء الملامسة للسائل، أو معيار المواد الخاص بالمشروع، بما في ذلك أيّ قيد على المطاطيات.
- المعيار الذي يجب أن يستوفيَه التركيب، إن وُجد مثل هذا المعيار.
الأرقام مذكورة لا مُفترضة
تختلف المواصفات من موديل إلى آخر ومن تطبيق إلى آخر، لذلك لا تُذكر على هذه الصفحة أي قيمة أداء. وعندما لا يكون أحد المعايير موثَّقًا لموديل بعينه، تقول صفحة المنتج ذلك بدل سدّ الفجوة برقم معقول الظنّ. أرسل القيم أعلاه ونعيد إليك القيم التي يلتزم بها الموديل المحدَّد فعلًا.
أين تُستخدم هذه الأجهزة
