ما هو مقياس تدفق الكتلة؟

بنية ومبدأ مقياس تدفق الكتلة

حجم السائل هو دالة لدرجة حرارة السائل وضغطه، وهو متغير تابع، في حين أن جودة السائل هي كمية لا تتغير مع الزمن ودرجة حرارة المكان والضغط. كما ذكرنا سابقًا، من بين مقاييس التدفق الشائعة الاستخدام، مثل مقياس كثافة الملاط ، ومقاييس تدفق الفتحة، ومقاييس تدفق الكتلة الصفائحية، ومقاييس تدفق التوربينات، ومقاييس تدفق الدوامات، ومقاييس التدفق الكهرومغناطيسية، ومقاييس تدفق الدوار، ومقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية، ومقاييس تدفق التروس البيضاوية، إلخ. قياس التدفق هو تدفق حجم السائل. كمية السائل المشاركة في أنشطة مثل البحث العلمي، ومراقبة عملية الإنتاج، وإدارة الجودة، والمحاسبة الاقتصادية، ونقل التجارة هي في الغالب الجودة. غالبًا ما لا يلبي قياس معدل التدفق الحجمي للسائل باستخدام مقياس التدفق المذكور أعلاه متطلبات الأشخاص، وعادةً ما يكون من الضروري محاولة الحصول على معدل تدفق الكتلة للسائل. في الماضي، لم يكن من الممكن الحصول على جودة السوائل إلا بشكل غير مباشر من خلال طرق مثل التصحيح والتحويل والتعويض، وذلك بعد قياس معلمات السائل مثل درجة الحرارة والضغط والكثافة والحجم. وترتبط هذه الطريقة بعلاقات وسيطة عديدة، مما يجعل من الصعب ضمان دقة قياس تدفق الكتلة وتحسينها. ومع تطور العلوم والتكنولوجيا الحديثة، ظهرت تدريجيًا طرق وأجهزة قياس لقياس تدفق الكتلة مباشرةً، مما ساهم في تقدم تكنولوجيا قياس التدفق.

يعتمد مقياس تدفق الكتلة على القياس الحساس للحرارة، ويُقاس معدل التدفق بالكتلة الجزيئية التي تفصلها الجزيئات المنقسمة. وبفضل استخدام القياس الحساس للحرارة، لا تتأثر نتائج القياس بتغيرات درجة حرارة الغاز وضغطه. يُعد مقياس تدفق الكتلة جهاز قياس تدفق دقيقًا وسريعًا وموثوقًا وفعالًا ومستقرًا ومرنًا نسبيًا، ويُستخدم على نطاق واسع في معالجة البترول والصناعات الكيميائية وغيرها من المجالات، ويُعتقد أنه سيُظهر إمكانات كبيرة في تعزيز قياس التدفق. لا تستطيع عدادات تدفق الكتلة التحكم في التدفق، بل يمكنها فقط اكتشاف تدفق كتلة السائل أو الغاز، وإخراج قيمة التدفق عبر الجهد والتيار التناظري أو الاتصال التسلسلي. ومع ذلك، فإن وحدة تحكم تدفق الكتلة هي جهاز يمكنه الكشف والتحكم في آنٍ واحد. بالإضافة إلى جزء القياس، تحتوي وحدة تحكم تدفق الكتلة نفسها على صمام تنظيم كهرومغناطيسي أو صمام كهرضغطي، مما يُشكل نظام تحكم تدفق الكتلة نفسه نظامًا مغلق الحلقة للتحكم في تدفق كتلة السائل. يمكن ضبط قيمة ضبط وحدة تحكم تدفق الكتلة بواسطة الجهد والتيار التناظري أو الكمبيوتر أو وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC).

تحليل تطبيق مقياس تدفق الكتلة في قياس ثنائي الطور للغاز والسائل

مع تطور المجتمع، يتزايد استخدام السوائل في حياة الناس، وخاصةً في الصناعة، حيث يتزايد احتياج الإنتاج إلى كشف ومراقبة المعلمات الفيزيائية للسوائل (بما في ذلك الغازات والسوائل، إلخ). تُحلل هذه الورقة البحثية طرق قياس تدفق العديد من السوائل النموذجية، وتشرح المبدأ الأساسي وتطبيقات مقياس تدفق الكتلة من نوع كوريوليس .

1. طريقة قياس تدفق الغاز

هناك أنواع عديدة من الغازات التي تحتاج إلى قياس معدل التدفق، وتختلف أجهزة وعدادات قياسها اختلافًا كبيرًا. لنأخذ قياس تدفق الغاز الطبيعي كمثال: حاليًا، يُقسّم قياس تجارة الغاز الطبيعي الدولية إلى ثلاثة أنواع: القياس الحجمي، وقياس الكتلة، وقياس الطاقة. يُستخدم كلٌّ من قياس الكتلة وقياس الطاقة في الدول المتقدمة صناعيًا، بينما يعتمد بلدي حاليًا بشكل أساسي على القياس الحجمي.

2. طريقة قياس تدفق السائل

تشمل السوائل الشائعة الماء، والنفط، والغاز المسال، وغيرها. قياس تدفق الماء ليس صعبًا. معظم مقاييس التدفق ذات مبادئ كوريوليس المختلفة قادرة على قياس سعة الماء، ولكن تركيب واحد فقط لا يضمن جودة عملها. ويرجع ذلك إلى اختلاف نظافة الماء وظروف عمل السوائل، مما يؤدي إلى اختلاف نطاق قياس التدفق بشكل كبير. للبترول لزوجة معينة، لذا تختلف أدوات القياس المُختارة للمنتجات البترولية ذات اللزوجة المختلفة. غالبًا ما يُسخّن النفط الخام، والنفط الثقيل، والنفط المتبقي إلى درجة حرارة أعلى لسهولة النقل. يحتوي السائل على شوائب صلبة ويحتاج إلى ترشيح قبل القياس؛ الغاز المسال سائل ذو ضغط بخار مشبع مرتفع، ويجب مراعاة مشكلة التبخر أثناء القياس، لذا فإن مقاييس التدفق المستخدمة خاصة نسبيًا، مثل مقاييس التدفق الدوامية، ومقاييس تدفق التوربينات، ومقاييس التدفق الحجمية، ومقاييس تدفق كتلة كوريوليس، وغيرها.

3. طريقة قياس السوائل متعددة المراحل الغازية والسائلة

قياس تدفق سائل ثنائي الطور غاز-سائل. يتضح من معلومات الشركة المصنعة وجود العديد من الأجهزة التي يمكن استخدامها لقياس تدفق سائل ثنائي الطور بتركيز منخفض من الأطوار المنفصلة. هناك أيضًا بعض الأمثلة التطبيقية الناجحة في التطبيقات العملية، ولكن تُستخدم حاليًا. تُقيّم معظم مقاييس التدفق أداء قياسها في حالة التدفق أحادي الطور، ولا يوجد معيار تقييم لمقاييس التدفق المُعايرة بتدفق أحادي الطور لقياس تغيرات النظام عند قياس التدفق ثنائي الطور، فما مقدار الخطأ الذي يُسببه هذا التطبيق؟ ليس واضحًا تمامًا، فقط بعض البيانات المتفرقة وبعض التحليل النوعي. تشمل أجهزة قياس تدفق الغاز-السائل ثنائية الطور الشائعة الاستخدام: مقياس التدفق الكهرومغناطيسي، ومقياس تدفق كتلة كوريوليس، ومقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية، وغيرها.

مجموعة سينسيريتي ، الشركة الرائدة في تصنيع عدادات كوريوليس، تتمتع بخبرة 32 عامًا، وتتميز بجودة إنتاجها. تُعد مجموعة سينسيريتي من أبرز الشركات المصنعة لعدادات كوريوليس في الصين، وتتخصص في إنتاج عدادات تدفق الكتلة الحرارية، وعدادات تدفق التوربينات، وعدادات كثافة الشوكة، وعدادات التدفق بالموجات فوق الصوتية. لمعرفة المزيد عن عدادات تدفق الكتلة، انقر هنا.