مقياس التدفق الكهرومغناطيسي الذكي

مقياس التدفق الكهرومغناطيسي هو الأداة التي تقيس سائلًا وسِخًا قياسًا صحيحًا. فلا شيء في تجويفه غير السائل نفسه، فلا عائق يعترض التدفق ولا شيء يلتقط الألياف والرمل والصلب؛ بل هو يقرأ جهدًا ناشئًا عبر الوسط المتحرّك لا موضع جزء متحرّك. ولهذا كانت مياه الصرف، والمعلّقات، وعجينة الورق، وخطوط الجرعات الكيميائية أعماله الطبيعية، ولهذا أيضًا يحتفظ بدقّته على تيّارات كانت لتُعمي أنواعًا أخرى أو تُعطّلها.

وثمن هذا البناء شرطٌ مسبق: فلابدّ أن يوصّل السائل، ولابدّ أن يمتلئ الأنبوب. وحيث يختلّ واحد منهما لا تنفع جودة الجهاز في شيء، والجواب تقنية أخرى لا مقياس كهرومغناطيسي أفضل.

ما يقيسه المقياس وما يحتاج إليه

قسم القياس قطعة أنبوب مبطَّنة، حولها ملفات وفي البطانة قطبان يمسّان السائل. تُنشئ الملفات مجالًا مغناطيسيًا عبر التجويف، ويُنتج السائل الموصّل المتحرّك جهدًا صغيرًا عبر ذلك المجال، ويلتقط القطبان الجهد. ولأن الجهد يتناسب مع السرعة لتجويفٍ ومجالٍ معلومَين، حوَّله المقياس إلى حجم في وحدة زمن.

ونتيجتان تترتّبان مباشرة. فالسائل دون الموصلية التي يحتاجها الحسّاس لا يُنتج إشارة صالحة، ولذلك يُستبعد الماء منزوع الأيونات، والمذيبات النقية، وأكثر المنتجات الهيدروكربونية من النطاق، لا لأنها صعبة فقط؛ ولذلك أيضًا يُعرَض المقياس بصيغ قليلة الموصلية، عند ≥2 µS/cm لدوائر التبريد و≥5 µS/cm للمعلّقات، حيث يكون الحدّ القياسي عند ≥50 µS/cm أعلى من العمل. والدائرة الكهرومغناطيسية تدخل فيها الأنبوب والأرض، فالقطب الأرضي الذي تصفه المادة جزء من القياس لا تفصيل في التركيب: لأن مقياسًا بلا مرجع أرضي صلب يحتفظ بصفر ينجرف، ولا معايرة تصحّحه.

اختيار البطانة والقطب

هذان الجزئان هما حيث تُحسم ملاءمة الوسط للجهاز كلّه، وحسمهما معًا أحسن. فالبطانة تمنع الإشارة المحثّة من أن تُقصر عبر الجسم المعدني، وهي أيضًا السطح الذي يلامسه الوسط طوال عمر المقياس. والقطب هو الموضع الواحد الذي يوضع فيه المعدن على قصد ملامسة السائل.

وعلى الجهاز أن يجيب إلى نمطَين من العطل معًا. فالهجوم الكيميائي يحسم العائلة: بوليمر فلوري للأحماض والقلويات الحادّة، ومطّاط للماء وللأعمال قليلة الهجوم. والكشط يحسم داخل العائلة: فمعلّقًا كاشطًا يمزّق البوليمر الفلوري بمعدّل لا يحسب حسابَه جدلٌ كيميائي، والبطانات المطّاطية في المادة لهذا السبب. ثم تضيق الحرارة الاختيار مرة أخرى، لأن لكل بطانة حدّها في حرارة الوسط، والمادة تعطيها فرادى لا رقمًا واحدًا للجهاز، أي أن البطانة لا المقياس هي التي تضع أقصى حرارة في طلب معيّن.

وتحمل المادة جدول اختيار مستقلًّا لكلٍّ منهما، مع سلوك كل مادة قطب في وجه ما يُنتظر أن يلقاه من حمض، أو قلوي، أو ملح. ولأن الجدوَليين منفصلان، يستحقّ القران تأكيدًا على الوسط المعيّن، فقد يلائم القطبُ الوسطَ وتلائمه البطانةُ ثم يفشل القران.

قراءة المقياس وإخراج البيانات

يعرض الجهاز معدل التدفق اللحظي والمجموع التراكمي معًا على شاشة مدمجة، فالقراءة المأخوذة عند المقياس تحمل مجموع الوردية معها. وما وراء القراءة المحلية تصف المادة وحدة اتصال لاسلكي اختيارية لا خرجًا سلكيًا: فالمقياس يبلّغ إلى منصّة سحابية بوصلة بيانات ضيّقة النطاق، أو طرفية بيانات خلوية، أو بوّابة طرفية، مع مراقبة عدة أجهزة وتصدير للبيانات.

وهذا يُذكر مسألة نطاق لا ميزة. لأن الخرج السلكي هو ما تتوقّعه أنظمة تحكّم المنشآت عادةً، والمادة لا تنصّ على واحد، فالتوصيل الكهربائي يُحسم في الطلب لا يُؤخَد من وجود شاشة.

التركيب

تعطي المادة مسافة مستقيمة قدرها عشرة أقطاب أنبوب قبل المقياس وخمسة بعده، والعلة هي العلة في كل مقياس يقيس السرعة: فتوزيع السرعة عند القطبَين جزء من القياس. وتعطي مواضع التركيب التي تُبقي الأنبوب ممتلئًا والخالية من الهواء: المقطع الصاعد من الخطّ، أو أسفل المجرى الأفقي، لا أعلى نقطة في الخطّ، ولا مجرى رأسي هابط؛ وتنصح بصمام تنفيس بعد المقياس حيث يتجاوز انحدار الخطّ 5 m. ولا يُركَّب المقياس على جانب الشفط للمضخّة.

والسبب العملي في هذا الجزم أن مقياسًا كهرومغناطيسيًا رديء التركيب لا يعطل. بل يقرأ، ويقرأ قراءة معقولة، ويظهر الخطأ خلافًا بطيئًا مع مجموع مأخوذ في مكان آخر، لا عطلًا يشير إليه أحد.

حدود القياس واعتبارات الاختيار

أول الحدود الموصلية الكهربائية، وتُراجَع قبل كل شيء لأنها تقرّر هل يعمل النوع أصلًا. والثاني أن يمتلئ الأنبوب: فالخطّ نصف الممتلئ يعطي قراءة على مساحة مبلّلة غير مساحة التجويف، ويكون الخطأ أكبر ما يكون عند أقلّ تدفق، وهو تحديدًا الوقت الذي تفتش فيه المنشأة على تسرب أو انغلاق.

وأرقام تركتها المادة غير محسومة، وقد سُجِّلت في المعلومات المطلوبة لا حُسِمت هنا. أهمّها الخرج: فلا يُنصّ على إشارة سلكية تماثلية ولا نبضية ولا تسلسلية، ولا يُعطى جهد تغذية، فتوصيل الطلب الكهربائي غير محدَّد بها بعد. ودرجة حرارة العمل من -10 إلى 55 °C معطاة من غير بيان هل هي حرارة المحيط أم الوسط، وأقصى حرارة وسط لا يظهر إلا مع كل بطانة. وجدول الأبعاد في المادة منقول مع ملاحظة أن معاني أعمدته استُنتجت من الرسم. والدقة معطاة نسبةً من القراءة، وهي غير فئة الدقة، فلا تُحوَّل إليها.

الطلب

البنود التي تحسم الجواب: الوسط، وموصليته الكهربائية، وهل تتغيّر؛ والتدفق الأدنى، والعادي، والأقصى؛ والقطر الخارجي للأنبوب، وسماكة جداره، ومعيار الشفة الذي يجب أن يوافقه؛ والبطانة والقطب، أو الوسط الكيميائي إن كانا بعدُ غير محسومَين؛ وأقصى حرارة وسط، وضغط الخطّ؛ والتصنيف الضغطي المطلوب؛ والتوصيل الكهربائي وما سيقرأه؛ وهل يُنظَّف الموقع في مكانه، أو يُدفَن الجهاز، أو يتعرّض لظروف تغيّر جسم الجهاز؛ وهل تُصنَّف المنطقة خطرة. وقائمة أوساط مع تفصيل الأنبوب تكفي لعرض سعر شامل، يُهذَّب بعد حسم البطانة والقطب. وتُتِمّ الطلب الكمية، وميناء الوصول، وتاريخ التسليم المطلوب.