ما هو مقياس تدفق كهرومغناطيسي
يقيس مقياس التدفق الكهرومغناطيسي، ويُختصر اسمه عادةً إلى المقياس الكهرومغناطيسي، التدفق الحجمي للسائل الموصّل. ولا يوجد داخل مجرى القياس شيء سوى السائل نفسه: فالمقياس يُنشئ مجالًا مغناطيسيًا عبر مقطع من الأنبوب مبطّن، ثم يقرأ الجهد الصغير الذي يولّده السائل المتحرّك بين قطبين. ولأن لا شيء يعيق التيار، فلا فقد ضغط يُحسب له حساب، ولا شيء تعلق به الألياف، أو الصلبّات، أو جسيمات الحمأة.
وهذه البنية هي سبب ظهور هذا النوع حيثما كان الوسط صعبًا: مياه الصرف الحاملة للرمل، ولبّ الورق، وحمأة التعدين، وخطوط حقن الكيماويات، وتيارات الأغذية والمشروبات التي يجب تنظيفها في المكان، وكلها مهام معتادة له. والشرط الصارم الوحيد هو الموصلية، أي أن يكون السائل موصّلًا بما يكفي لاستخلاص الإشارة أصلًا، وأن يكون الأنبوب ممتلئًا. فهذان الشرطان، لا فئة الدقة، هما ما يقرّر هل هذا المقياس هو الجهاز الصحيح.
ويتناول هذا الدليل كيفية تجهيزه: فالوسط هو الذي يفرض البطانة والقطب، وموضع التركيب هو الذي يجب أن يوفّر ما يحتاجه القياس، ثم تُحدّد أيّ تقنيات التدفق المجاورة تنتقل إليها المهمة حالما يفقد الوسط موصليته أو لا يمتلئ الأنبوب.
كيفية قياس مقياس تدفق كهرومغناطيسي
يقوم القياس على قانون فاراداي للحثّ. فالناقل المتحرّك داخل مجال مغناطيسي يولّد جهدًا يتناسب مع سرعة تحرّكه، وعند قطر معيّن للمقياس وشدة مجال معيّنة يكون هذا الجهد متناسبًا مع متوسط سرعة التيار. تُولِّد الملفات الموجودة خارج الأنبوب المجال، وتَلتقط الأقطاب الإشارة من السائل، وتحول البطانة دون قصر الإشارة عبر جسم الأنبوب المعدني، ثم يحوّل مُرسل التدفق السرعة والمقطع المعروف إلى معدل تدفق حجمي.
ونتيجتان عمليتان تتبعان ذلك مباشرة. فأولًا: أي سائل تنقص موصليته عن الحدّ الذي يحتاجه الحسّاس لا يستطيع توليد إشارة صالحة للاستعمال، فالمياه منزوعة الأيونات، والمذيبات النقية، ومعظم المنتجات الهيدروكربونية خارج هذا النطاق لا لأنها صعبة بل لأنه لا قياس معها. ثانيًا: الدائرة التي تحمل الإشارة تشمّل الأنبوب ونقطة التأريض، فيكون مرجع تأريض ثابت جزءًا من القياس لا من تحسينات التركيب؛ فالمقياس غير المؤرَّث جيدًا يحتفظ بصفر منجرّف، ولا تُصلحه المعايرة مهما تكرّرت.
وتعود قيمة القراءة في الخدمة إلى طريقة اختيار القطر والتركيب أكثر مما تعود إلى الحسّاس نفسه. فالقطر المختار على أساس حجم الأنبوب وحده قد يجعل السرعة خارج نطاق عمل الحسّاس، والتركيب قريبًا من مضخّة، أو محبس مفتوح جزئيًا، أو كوع، يُدخل التواءً في التيار لم تكن المعايرة قد أخذته في حسابها.
خيارات التكوين
معظم المواصفات تُحدد بهذه القرارات، لا بفئة الدقة. وكل قرار يقيد ما يليه، ولذلك تُحسم بالترتيب.
| الإعداد | الخيارات المطلوب حسمها | ما الذي يحسمه فعليًا |
| مادة البطانة | عائلات المطاطيات والبوليمرات الفلورية، بدرجات متعدّدة من كلٍّ منها | التوافق الكيميائي مع الوسط، ونطاق الحرارة المتاح. ويُحسم هذا أولًا لأنه يقيّد الأقطاب التي يصحّ اختيارها بعده. |
| مادة القطب | الفولاذ المقاوم للصدأ، وسبائك النيكل المقاومة للتآكل، والتيتانيوم، والتانتالوم، والبلاتين، وغيرها | مقاومة الوسط المعيّن ومقاومة الكَشط؛ فحمأة كاشطة وحامض أكّال يدفعان الاختيار في اتجاهين مختلفين. |
| البطانة والقطب معًا | اعتمادهما معًا لا اختيار كل واحدة على حدة | قد تصلح البطانة وحدها ويصلح القطب وحده ثم يفشلان معًا أمام وسط تفاعلي. |
| جسم المقياس وأسلوب التركيب | نسخ بالشفتين، وقرصية محصورة بينهما، ومدخلة، وأخرى صحية | هل يجب فتح الخط، وهل يتوفر مقطع بقطر كامل، وهل تخضع العملية للتنظيف في المكان. |
| تركيب المُرسل | مُدمَج مع الحسّاس أو مُركَّب بعيدًا عنه | هل تُقرأ القيمة عند نقطة حارة، أو مهتزّة، أو وعرة، أم في موضع يستطيع الشخص الوصول إليه براحة. |
| الخرج والاتصال | نبض أو تردّد، أو 4-20 mA، أو HART، أو Modbus، أو ناقلات بيانات أخرى | هل تُعدّ الإشارة كحجم، أم تُعرض كمعدل لحظي، أم يقرأها نظام تحكم. |
| مصدر التغذية | تيار الشبكة، أو تيار مستمر منخفض الجهد، أو بطارية | هل يوجد مصدر تغذية عند نقطة التركيب، وهل يجب أن يستمرّ العدّ أثناء انقطاع التغذية. |
| معيار وصلية العملية | معيار الشفة، ودرجة الضغط، ووجه الشفة | هل يُثبَّت المقياس بالبراغي على التمديدات القائمة، أم يحتاج موصِلات وواجهة إححكام ثانية. |
كيفية اختيار مقياس تدفق كهرومغناطيسي
| العامل | لماذا يحسم النتيجة | كيف تحسمه قبل الاستفسار |
|---|
| موصلية السائل | تحت الحدّ الذي يحتاجه الحسّاس لا يمكن استخلاص إشارة مستقرة، فيكون النوع خاطئًا بالكلّية | اذكر المائع وموصليته إن كانت معروفة، ولا تستنتج الموصلية من اسم المائع فالاسم الواحد يغطّي محلولًا موصّلًا وآخر غير موصّل. |
| أدنى التدفق وعاديّه وأقصاه | الضبط على الأقصى وحده يترك أسفل المهمة في ذلك الجزء من المدى حيث تكون القراءة أضعف ما تكون | أرسل الأرقام الثلاثة، مع عدد الساعات في اليوم التي يعمل فيها الخط عند كل منها. |
| قطر المقياس والسرعة الناتجة عنه | السرعة في مقطع القياس هي ما يراه الحسّاس فعلًا، أما حجم الأنبوب فمجرّد نقطة بداية | اذكر القطر الخارجي للأنبوب القائم وسماكة جداره، لا المقاس الاسمي وحده. |
| زوج البطانة والقطب | هذان يحدّدان هل ينجو المقياس من الوسط أصلًا، وذلك قبل أي كلام عن الدقة | أحْصِ كل الوسائط التي سيمرّ بها الخط يومًا، بما فيها سوائل التنظيف والشطف. |
| الأنبوب المستقيم والتأريض | الالتواء في التيار وسوء التأريض يظهران كصفر غير مستقر، لا كعطل بيّن | أرسل رسمًا تخطيطيًا لما يسبق نقطة التركيب المقترحة وما يليها مباشرة. |
| بيئة العملية | التنظيف الصحي، والغسيل، والمنطقة المصنّفة، والدفن: كل واحد يغيّر الجسم والغلاف لا الملصق وحده | اذكر مهام التنظيف في المكان، وتصنيف المنطقة، وهل سيُغمر المقياس أو يُرشّ بالماء. |
إن بقي أيٌّ من هذه مفتوحًا فأرسل ما هو معروف؛ يمكن إصدار عرض السعر انطلاقًا من وصف التشغيل ثم تحسينه بعد سدّ الفجوات.
البدائل الأقرب
هذه هي الأنواع التي ينصرف إليها عادة طلب الاستفسار عن مقياس تدفق كهرومغناطيسي، والنقطة التي يُحسم عندها الاختيار فعلًا.
| أقرب بديل | ما الذي يفصله عن مقياس التدفق الكهرومغناطيسي |
| مقاييس التدفق فوق الصوتية | تُركَّب خارج الأنبوب أو تُدخَل من خلال جداره، فلا تحتاج سائلًا موصّلًا ولا يجب أن يُفتح الخط. والنسخ ذات التركيب الخارجي توائم أعمال التحديث والأنابيب الكبيرة؛ أما القراءة فتعتمد على حالة جدار الأنبوب وعلى الاقتران الصوتي، وهو ما لا يشغل مقياسًا كهرومغناطيسيًا ملامسًا للسائل. |
| مقاييس التدفق بالدوّامات | جسم معيق يفصل دوّامات متناوبة يواكب تردّدها السرعة. وهذا هو السبيل العملي لقياس البخار والغازات، وهي ما لا يستطيع المقياس الكهرومغناطيسي قياسه أصلًا، لكنه يتوقّع تيارًا أحادي الطور نقيًا ورقم رينولدز داخل نطاق عمله. |
| مقاييس التدفق الكتلية بكوريوليس | يقيس التدفق الكتلي والكثافة مباشرة، وهذا ما تحتاجه عمليات نقل الملكية والحقن عالي القيمة فعلًا. فالمقاسات الكبيرة تصبح غير اقتصادية، كما أن فقد الضغط عبر الأنابيب قد لا يلائم خطًا يعمل بالجاذبية. |
| مقاييس التدفق بالتوربينة | عدّ ميكانيكي لعنصر دوّار أو مُزاح، وهو ملائم للسوائل النظيفة قليلة اللزوجة وللتعبئة بالدفعات. أمّا الصلبّات، والألياف، والكَشط فهي ما يستبعدها حيث يستمرّ المقياس الكهرومغناطيسي في العمل. |
| مقاييس التدفق في القنوات المفتوحة | للتدفق في قناة ذات سطح حرّ، حيث يُحوَّل العمق إلى معدل بواسطة منشأة معروفة المقاس. والمقياس الكهرومغناطيسي يشترط أن يكون الأنبوب ممتلئًا، فهذا هو الجواب حيث لا يوجد أنبوب مضغوط يُقاس فيه. |
| مقاييس التدفق بالمساحة المتغيّرة | عوّامة ترتفع في أنبوب مخروطي فتعطي إشارة بصرية دون تغذية. فهو بسيط ورخيص التركيب، لكنه للقراءة المحلية فقط، ولا يلائم الوسائط المعتمة، أو المتّسخة، أو المهام التي تُقرأ عن بُعد. |
اثنان من هذه البدائل لا يُستعملان في قياس البخار أو الغاز أصلًا، والمقياس الكهرومغناطيسي أحدهما. فإذا كان الخط نفسه يحمل مهام سائل وغاز، فهذا وحده يحسم التقنية.
ما يجب تضمينه في الاستفسار
يمكن أن يكون الرد الأول عرض سعر بدل مجموعة من الأسئلة إذا كان الاستفسار يتضمن هذه المعلومات. وعندما لا يكون الرقم معروفًا، أرسل وصف الوظيفة وسنؤكّد ما يترتب عليه.
- اسم الوسط، وتركيبه، وموصليته حيث تكون معروفة
- أدنى معدل التدفق وعاديّه وأقصاه
- القطر الخارجي للأنبوب وسماكة جداره، ومعيار الشفة الذي يجب مطابقته
- البطانة والقطب المفضّلان، أو البيئة الكيميائية إن لم يكن الاختيار محسومًا بعد
- مدى درجة حرارة الوسط وضغط الخط أثناء الخدمة
- الخرج المطلوب، وما سيقرأه
- التغذية المتوفرة عند نقطة التركيب، وهل تلزم شاشة بعيدة
- هل تُنظَّف العملية في المكان، وهل المنطقة مصنّفة على أنها خطرة
- الكمية، وميناء الوصول، وتاريخ التسليم المطلوب
