كيفية اختيار نقطة القياس لمقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية

يستخدم العديد من المستخدمين مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية لأول مرة، لأنهم لا يعرفون كيفية اختيار نقطة القياس المناسبة، مما يؤدي إلى نتائج تصحيح أخطاء غير مرضية، أو حتى استحالة القياس، مما يقلل من كفاءة العمل. سأقدم اليوم شرحًا أساسيًا لكيفية اختيار نقطة القياس الصحيحة عند تركيب مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية .

1. أولاً، اختر خط أنابيب موحدًا وكثيفًا، يسهل نقل الموجات فوق الصوتية.

٢. اختر قسمًا ممتلئًا بالسائل داخل الأنبوب، مثل قسم رأسي (يتدفق السائل لأعلى) أو قسم أفقي. بالنسبة للأنابيب المفتوحة أو نصف الممتلئة، يُركّب مقياس التدفق في قسم الأنبوب على شكل حرف U. تجنّب التركيب عند أعلى نقطة في نظام الأنابيب أو على أنابيب رأسية ذات منافذ مفتوحة (يتدفق السائل لأسفل).

٣. اختر مقطعًا من الأنبوب ذي سطح أملس ونظيف. في حال وجود صدأ أو أي آثار أخرى، يجب صنفرته بورق صنفرة لإزالة الصدأ وتركيب المستشعر. إذا كان الأنبوب قديمًا نسبيًا، فيجب مراعاة وجود ترسبات على جداره الداخلي. بالنسبة لمقطع الأنبوب، يجب مراعاة وجود أوساخ على بطانة الأنبوب لتحسين دقة القياس.

٤. يجب أن تكون نقطة التركيب بعيدة عن مصادر التداخل، مثل الصمامات والمضخات وأنظمة الكهرباء عالية الجهد ومحولات التردد. يجب أن تكون مسافة التركيب مقطعًا مستقيمًا من الأنبوب، بحيث يزيد قطره عن ١٠ أضعاف قطر الأنبوب المستقيم في الاتجاه المعاكس، وعن ٥ أضعاف قطر الأنبوب المستقيم في الاتجاه المعاكس، دون أي صمامات أو أكواع أو أقطار متغيرة، وما إلى ذلك.

5. درجة الحرارة والضغط لنقطة القياس تقع ضمن نطاق عمل المستشعر.

٦. عند تركيب المستشعر الخارجي القابل للتركيب أو التوصيل، يجب تركيبه أفقيًا على السطح المحوري لخط الأنابيب، بزاوية ٤٥ درجة من الوضع الأفقي للمحور، وذلك لتجنب تأثيرات ظواهر مثل عدم تطابق الأنابيب، أو وجود فقاعات هواء في الجزء العلوي، أو تراكم الأمطار في الجزء السفلي. يعمل المستشعر بشكل طبيعي. في حال تعذر تركيب المستشعر أفقيًا في الموقع، يمكن تركيبه عموديًا أو بزاوية ميل، بشرط أن يكون خط الأنابيب ممتلئًا وخاليًا من فقاعات الهواء.

أين لا يكون من المناسب استخدام مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية؟

يعتمد مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية على مبدأ فرق التوقيت، حيث يتناسب تغير التوقيت مع سرعة تدفق السائل. عند صفر معدل التدفق، يكون الوقت اللازم للمستشعرين لإصدار واستقبال الموجات الصوتية متساويًا تمامًا. عند تدفق السائل، يكون وقت التخطيط والاستقبال في الاتجاه المعاكس أكبر منه في الاتجاه المعاكس. بناءً على فرق التوقيت الحالي، يمكن الحصول على علاقة التحويل بين سرعة التدفق وفرق التوقيت، وبالتالي الحصول على قيمة التدفق. وسط القياس هو الماء، ومياه الصرف الصحي، ومياه البحر، والكحول، والزيوت المختلفة، وغيرها من السوائل المستقرة والموحدة التي يمكنها نقل الموجات فوق الصوتية. على الرغم من استخدام مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية منخفضة التكلفة على نطاق واسع في البتروكيماويات، والطاقة الكهربائية، ومياه الصنبور، ومراقبة الطاقة، وغيرها من المجالات، إلا أن أجهزة التثبيت الخارجية تحظى بشعبية كبيرة لأنها لا تتطلب كسر الأنبوب، ولا تتطلب إيقاف الإنتاج، وسهلة الحماية للمعدات. ومع ذلك، هناك أيضًا بعض الحالات التي لا يمكن فيها استخدام مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية ذات المشبك .

١. بيئة خط الأنابيب: يخضع مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية المُثبت بمشبك لمتطلبات صارمة فيما يتعلق بخط الأنابيب، حيث يجب ألا يكون هناك اهتزاز، كما أن هناك متطلبات صارمة فيما يتعلق بأقسام الأنابيب المستقيمة. عند التركيب، يجب أن يكون هناك قسم أنبوب مستقيم كافٍ، ويجب إبعاده عن أماكن التداخل القوية مثل المضخات والصمامات والمجال المغناطيسي القوي. في حالة استخدام خط الأنابيب لفترة طويلة، ستتراكم رواسب كثيفة على الجدار الداخلي، مما يؤثر أيضًا على نقل الموجات فوق الصوتية، ويعرقل استقبال الإشارات، ويقلل من قوتها، ويسبب أخطاء قياس كبيرة، أو لا يمكن القياس بدون إشارات فوق صوتية.

2. لا يوجد وسط موحد ومستقر: عندما يحتوي الوسط المقاس على أكثر من 5% من جزيئات الرواسب، أو عندما يكون محتوى الفقاعات ≥ 20000 جزء في المليون، فإن الشوائب تمنع امتصاص ونقل الموجات فوق الصوتية، وتقلل من قوة الإشارة، وتسبب أخطاء قياس كبيرة؛

٣. الوسائط غير الموجهة بالموجات: وفقًا لمبدأ تطبيق مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية، لا يمكن لمقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية المخصصة قياس السوائل التي تنقل الموجات فوق الصوتية إلا. أما الوسائط التي لا تنقل الموجات فوق الصوتية، فلا يمكن استخدام مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية للقياس؛

٤. مُحوِّل التردد أو التداخل الكهرومغناطيسي عالي الجهد: يجب إبعاده عن مُحوِّل التردد ومصادر التداخل الكهرومغناطيسي عالي الجهد. في حال تعذر تجنب ذلك، فإن البيئة غير مناسبة للقياس باستخدام مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية بالجملة.

5. قطر الأنبوب < DN10 مم، معدل التدفق أقل من 0.01 متر/ثانية.

6. السائل الموجود في خط الأنابيب ليس ممتلئًا بالأنبوب؛