مقياس التدفق فوق الصوتي المشبَّك على الأنبوب

مشكلة عملية هي التي أوجبت مقياس التدفق المشبَّك على الأنبوب: الأنبوب الذي أحوج ما يكون إلى القياس هو غالبًا الأنبوب الذي لا يجوز قطعه. خط رئيس قائم كبير، أو صاعد تدفئة في مبنى، أو مغذٍّ لعملية تعمل بلا انقطاع؛ كلٌّ منها مرشَّح لقياس تدفقه، ولا يُخرَج أيٌّ منها من الخدمة ليُركَّب عليه جهاز. والجواب أن تُوضَع المحوّلات على السطح الخارجي للأنبوب ويُقاس خلال جداره.

وثمن تلك الراحة قياسٌ تعلو جودته وتنخفض بالأنبوب نفسه، وهو ما يجعل تفصيل الأنبوب هنا أهمَّ منه في أي تقنية تدفق أخرى.

ممَّ يتألَّف الجهاز

محوّلتان ووحدة رئيسة. الوحدة هي الجهاز: تسوق المحوّلتين، وتقيس زمن النبضات، وتحسب التدفق، وهي الجزء الذي يختلف بين صيَغ هذه المجموعة. فوحدة تُثبَّت على الجدار تبقى في موضع واحد وتُبقي مجموعًا جاريًا، ووحدة تُحمَل باليد تُنقَل بين الأنابيب فتجيب عن سؤال القياس من غير تركيب، ووحدة ثابتة تحمل المحوّلات نفسها لنقطة سجل دائمة.

والمحوّلات تنقسم بحسب وصولها إلى السائل. فالمشبَّك منها يُربَط على السطح الخارجي، والمدى الذي تذكره المادة يغطّي محوّلات صغيرة ومتوسطة وكبيرة يمتد كلٌّ منها على حزمة من الأقطار، إضافة إلى محوّل على حامل للأماكن الضيقة والأنابيب الصغيرة. وأما صيغة الإدخال فتنفذ خلال الجدار إلى داخل التدفق، وتصفها المادة بأنها تُركَّب من غير إيقاف الإنتاج حتى سماكة جدار محدَّدة، وبطلب خاص إلى سماكة أكبر.

القياس خلال جدار الأنبوب

يقارن الجهاز الزمن الذي يستغرقه النبض فوق الصوتي لقطع الأنبوب مع التدفق وعكسه. والفرق صغير يُحسَب من طول المسار، فلا بُدَّ أن يُعرَّف الجهاز هندسة الأنبوب؛ وهنا يفترق القياس المشبَّك على الأنبوب عن الجهاز الملامس للسائل. فالإشارة تعبر الجدار مرتين وتتوقَّف على الاقتران بين المحوّل والجدار، فليست مادة الأنبوب وسماكته وحالة سطحه الخارجي وجودة الاقتران توابع للقياس، وإنما هي منه.

وصيغة الإدخال تُسقط هذا التعلّق بوضع المحوّل في السائل، ولهذا توردها المادة للأقطار الكبيرة حيث يكون المسار الصوتي عبر جدار سميك على حدّ الجدوى. وما تكلفه فتحة في الأنبوب.

التركيب والاستعمال

تُثبَّت المحوّلات المشبَّكة على السطح الخارجي، فلا يُفتَح الخط ولا تُثقَب فجوة. ومحوّلات الإدخال تحتاج إيقافًا إلّا حيث بقي الجدار داخل الحدّ المذكور وصُنعت الوصلة تحت ضغط. ويُعرض التركيب على حامل للأقطار الصغيرة والأماكن الضيقة، وتصفه المادة للمراقبة الثابتة طويلة الأمد.

ولأن الجهاز يقرأ على امتداد مسار لا عند نقطة، يلزم خطّ مستقيم قبل موضع القياس وبعده، والمادة خلف هذه الصفحة لا تذكر له رقمًا. فهو سؤال في الاستفسار لا أمر يُستنتَج من تقنية أخرى: فالشرط يترتَّب على توزيع المحوّلات وعلى الأنبوب، والواجب التحقُّق منه قبل تثبيت موضع التركيب.

الصيَغ ولكلٍّ منها عمل

الوحدة التي تُثبَّت على الجدار هي صيغة نقطة السجل الدائمة، وهي التي تحمل محوّل الإدخال حيث لا يمكن قياس الأنبوب من خارجه. والوحدة المحمولة تحمل المحوّلات المشبَّكة نفسها ويوصف بها للفحص والقياس المؤقت، فهي الجهاز الذي يُشترى حيث لم يُحسَم الغرض بعد. والوحدة الثابتة تُورَّد مع المحوّل المتوسط لأقطار الأنابيب الأكثر شيوعًا، وتُعرض عدة تجمع وحدة جدارية مع محوّل.

حدود القياس واعتبارات الاختيار

المادة خلف هذه الصفحة خلاصة مجموعة، وفجواتها أهمّ من أن تُتمرَّر عليها. فلا سرعة تدفق، ولا قابلية تكرار، ولا إشارة خرج، ولا جهد تغذية، ولا وصلة اتصال. والدقة المذكورة هي ±1% من كامل المدى، وهي أساس غير أساس نسبة إلى القراءة ولا يقارن بها. وقياس الحرارة والتبريد موصوف جزءًا من الوحدة الرئيسة، مع أن الحسّاسات المتوافقة التي يلزمها ذلك القياس غير مدرجة.

وأما أقصى حرارة فجاء بما يترك الجواب مفتوحًا: نطاق مشترك من -30 إلى 90 °C، ورقم أعلى 130 °C مقابل وحدة، و160 °C مقابل أخرى، ولا قول في الشروط التي يسري فيها الرقم الأعلى. فإلى أن يُحسَم ذلك، النطاق الأوطى هو الذي يُصمَّم على أساسه.

والحدّ الباقي من التقنية لا من هذه المجموعة. فالقياس المشبَّك على الأنبوب يريد أنبوبًا يحمل الإشارة وأنبوبًا معلومة سماكة جداره؛ فأنبوب شديد التآكل، أو كثير الطلاء، أو من الخرسانة، أو مجهول التبطين، قد لا يكون قابلًا للقياس من الخارج أصلًا. وليس ذلك نقصًا في الجهاز، وإنما هي هندسة تأبى أن تُقاس، وصيغة الإدخال هي الجواب حيث تنطبق.

الطلب

العناصر التي تحسم الجواب هي: مادة الأنبوب، وقطره الخارجي، وسماكة جداره، وهل هو مبطَّن؛ وهل يمكن إخراج الخط من الخدمة وكم من الزمن؛ والوسط وحرارته المعتادة والعليا؛ وأقل تدفق وأعلاه ومعتاده؛ وهل المطلوب مجموع التدفق أم معدله أم الحرارة مع التدفق؛ وهل التركيب دائم أم مسح موقعي؛ والخرج المطلوب ومن سيقرأه؛ وهل ثمّة تغذية عند موضع التركيب؛ والمسافة المستقيمة المتوافرة. فتفصيل الأنبوب مع وصف الغرض من القراءة يكفيان لإصدار عرض سعر يغطّي الطلب. والكمية، وميناء الوصول، وتاريخ التسليم المطلوب تُتمّ الاستفسار.