أنواع مختلفة من أجهزة إرسال التدفق: نظرة عامة مفصلة

تُعدّ مُرسِلات التدفق أجهزةً أساسيةً تُستخدم في مختلف الصناعات لقياس تدفق السوائل والغازات والبخار في أنظمة العمليات. تُوفر هذه المُرسِلات بياناتٍ دقيقةً وموثوقةً لمراقبة معدلات التدفق والتحكم فيها، وهو أمرٌ أساسيٌّ لضمان كفاءة وسلامة العمليات الصناعية. تتوفر أنواعٌ مُختلفةٌ من مُرسِلات التدفق في السوق، ولكلٍّ منها ميزاتٌ وتطبيقاتٌ فريدة. في هذه النظرة العامة المُفصّلة، سنستكشف خمسة أنواعٍ مُختلفةٍ من مُرسِلات التدفق ووظائفها.

أجهزة إرسال تدفق الضغط التفاضلي

تُعدّ مُرسِلات التدفق ذات الضغط التفاضلي من أكثر أنواع مُرسِلات التدفق شيوعًا في التطبيقات الصناعية. تعتمد هذه المُرسِلات على مبدأ إحداث فرق ضغط عبر عائق في مسار التدفق. يتناسب فرق الضغط طرديًا مع معدل التدفق، ويُقاس بواسطة المُرسِل لحساب معدل التدفق بدقة.

من أهم مزايا استخدام جهاز إرسال تدفق الضغط التفاضلي بساطته وفعاليته من حيث التكلفة. تتميز هذه الأجهزة بسهولة تركيبها وصيانتها، مما يجعلها مثالية لمختلف تطبيقات التحكم في العمليات. ومع ذلك، فإن أحد عيوبها هو قابليتها للأخطاء الناتجة عن تغيرات درجة الحرارة أو الضغط أو لزوجة السائل المُقاس.

أجهزة إرسال تدفق التوربينات

تستخدم أجهزة إرسال تدفق التوربينات دوارًا مزودًا بشفرات تدور استجابةً لتدفق السائل المار عبر المستشعر. تتناسب سرعة دوران الدوار طرديًا مع معدل التدفق، مما يسمح لجهاز الإرسال بحساب معدل التدفق بدقة. تُستخدم أجهزة إرسال تدفق التوربينات عادةً في التطبيقات التي تتطلب قياسات عالية الدقة، مثل الصناعات الدوائية والغذائية.

من أهم مزايا أجهزة قياس تدفق التوربينات دقتها العالية وإمكانية تكرارها. فهي توفر قياسات دقيقة حتى عند معدلات تدفق منخفضة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات ذات المتطلبات الصارمة. ومع ذلك، فإن أجهزة قياس تدفق التوربينات عرضة للتآكل والتلف مع مرور الوقت، خاصةً عند استخدامها مع السوائل الكاشطة.

أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي

تعتمد أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي، المعروفة أيضًا باسم أجهزة إرسال التدفق الكهرومغناطيسي، على قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي لقياس معدل تدفق السوائل الموصلة. تتكون هذه الأجهزة من زوج من الأقطاب الكهربائية التي تُطبّق مجالًا مغناطيسيًا على السائل وتقيس الجهد المُستحث أثناء تدفقه عبر المستشعر. تُعد أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي مثالية لقياس تدفق السوائل المسببة للتآكل أو الكشط أو الأوساخ، والتي قد تُشكّل تحديات لأنواع أخرى من أجهزة إرسال التدفق.

من أهم مزايا أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي قدرتها على توفير قياسات دقيقة في البيئات الصناعية المتطلبة. فهي لا تتأثر بتغيرات درجة الحرارة أو الضغط أو اللزوجة أو كثافة السائل، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات. ومع ذلك، عادةً ما تكون أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي أغلى من الأنواع الأخرى، وقد تتطلب معايرة دورية للحفاظ على دقتها.

أجهزة إرسال تدفق الدوامة

تعمل أجهزة إرسال تدفق الدوامات بناءً على مبدأ تأثير فون كارمان، الذي يُسبب تكوّن دوامات أسفل مجرى جسم سفلي مُدرج في مجرى تدفق. يتناسب تردد الدوامات طرديًا مع معدل التدفق، مما يُمكّن جهاز الإرسال من حساب معدل التدفق بدقة. تُستخدم أجهزة إرسال تدفق الدوامات على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب دقة وموثوقية عاليتين، مثل صناعات البتروكيماويات والنفط والغاز.

من أهم مزايا أجهزة إرسال تدفق الدوامة قدرتها على توفير قياسات دقيقة في مجموعة واسعة من ظروف التدفق. وتتحمل هذه الأجهزة درجات حرارة وضغوطًا عالية، مما يجعلها مناسبة لبيئات العمليات الصعبة. ومع ذلك، قد تكون أجهزة إرسال تدفق الدوامة عرضة للأخطاء عند استخدامها مع معدلات تدفق منخفضة أو مع سوائل منخفضة اللزوجة.

أجهزة إرسال التدفق بالموجات فوق الصوتية

تستخدم أجهزة إرسال التدفق بالموجات فوق الصوتية الموجات فوق الصوتية لقياس معدل تدفق السوائل في نظام المعالجة. تُصدر هذه الأجهزة نبضات فوق صوتية تنتقل عبر السائل، ثم تنعكس إلى المستشعر بواسطة الجسيمات أو الفقاعات الموجودة فيه. بقياس الوقت الذي تستغرقه الموجات فوق الصوتية للانتقال ذهابًا وإيابًا، يستطيع جهاز الإرسال حساب معدل التدفق بدقة. تُستخدم أجهزة إرسال التدفق بالموجات فوق الصوتية عادةً في التطبيقات التي تتطلب قياس التدفق غير التدخلي، مثل صناعات معالجة المياه ومياه الصرف الصحي.

من أهم مزايا أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية عدم تدخلها في الأنابيب، مما يُغني عن قطعها أثناء التركيب. كما أنها مناسبة لقياس تدفق أنواع مختلفة من السوائل، بما في ذلك السوائل النظيفة، والطين، ومياه الصرف الصحي. مع ذلك، قد تتأثر أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية بفقاعات الهواء أو الجسيمات الصلبة في السائل، مما قد يؤثر على دقة القياسات.

في الختام، تلعب أجهزة إرسال التدفق دورًا محوريًا في مراقبة معدلات التدفق والتحكم فيها في العمليات الصناعية. لكل نوع من أجهزة إرسال التدفق خصائصه وتطبيقاته الفريدة، مما يجعل من الضروري اختيار جهاز الإرسال المناسب لبيئة عملية محددة. سواءً كان جهاز إرسال ضغط تفاضلي، أو توربينيًا، أو مغناطيسيًا، أو دواميًا، أو فوق صوتيًا، فإن اختيار جهاز الإرسال المناسب يُسهم في تحسين كفاءة العمليات الصناعية وسلامتها. من خلال فهم أنواع أجهزة إرسال التدفق المختلفة ووظائفها، يُمكن للمهندسين والمشغلين اتخاذ قرارات مدروسة عند اختيار حلول قياس التدفق لتطبيقاتهم.