مبدأ اختيار مقياس التدفق:
مبدأ اختيار مقياس التدفق هو أولاً أن يكون لديك فهم عميق للمبادئ الهيكلية وخصائص السوائل لمقاييس التدفق المختلفة ، وفي نفس الوقت ، اختر وفقًا للظروف المحددة للموقع والظروف البيئية المحيطة. يجب أيضًا مراعاة العوامل الاقتصادية. بشكل عام ، يجب عليك الاختيار من بين الجوانب الخمسة التالية:
① متطلبات أداء مقياس التدفق ؛
② خصائص السوائل.
③ متطلبات التثبيت.
④ الظروف البيئية ؛
سعر عداد التدفق.
1. متطلبات أداء مقياس الجريان
تشمل جوانب أداء مقياس التدفق بشكل أساسي: التدفق المقاس (التدفق الفوري) أو المبلغ الإجمالي (التدفق التراكمي) ؛ متطلبات الدقة التكرار. الخطية. نطاق التدفق والمدى ؛ فقدان الضغط؛ خصائص إشارة الخرج ووقت استجابة مقياس التدفق انتظر.
(1) قياس التدفق أو المبلغ الإجمالي
هناك نوعان من قياس التدفق ، وهما التدفق الفوري والتدفق التراكمي. على سبيل المثال ، ينتمي النفط الخام الموجود في خط أنابيب محطة النقل الفرعي إلى نقل الوصاية أو خط أنابيب البتروكيماويات من أجل الإنتاج النسبي المستمر أو التحكم في العملية في عملية الإنتاج ، وما إلى ذلك. مراقبة التدفق الفوري. في بعض أماكن العمل ، يتطلب التحكم في التدفق قياس التدفق الفوري. لذلك ، يجب أن يتم الاختيار وفقًا لاحتياجات القياس في الموقع. بعض مقاييس التدفق مثل مقاييس تدفق الإزاحة الإيجابية ،مقاييس تدفق التوربينات، وما إلى ذلك ، فإن مبدأ القياس هو الحصول مباشرة على المبلغ الإجمالي عن طريق العد الميكانيكي أو خرج تردد النبض ، والذي يتميز بدقة عالية ومناسب لقياس المبلغ الإجمالي ، إذا كان مزودًا بجهاز إرسال مماثل ، يمكن أيضًا إخراج التدفق. تستنتج مقاييس التدفق الكهرومغناطيسي ، ومقاييس التدفق فوق الصوتية ، وما إلى ذلك معدل التدفق عن طريق قياس معدل تدفق السائل ، مع استجابة سريعة ، ومناسبة للتحكم في العملية ، ويمكن أيضًا الحصول على الكمية الإجمالية من خلال وظيفة التراكم.
(2) الدقة
يتم تحديد مستوى دقة مقياس التدفق ضمن نطاق تدفق معين. إذا تم استخدامه في ظل ظروف معينة أو ضمن نطاق تدفق ضيق نسبيًا ، على سبيل المثال ، فإنه يتغير فقط ضمن نطاق صغير ، عندئذٍ سيتم تقليل دقة قياسه. أعلى من فئة الدقة المحددة. إذا تم استخدام مقياس تدفق التوربينات لقياس الزيت في البراميل والتوزيع ، فعند فتح الصمام بالكامل ، يكون معدل التدفق ثابتًا بشكل أساسي ، ويمكن تحسين دقته من {{0}. 5 إلى 0.25.
يتم استخدامه للمحاسبة التجارية والتخزين وتسليم النقل وتوازن المواد. إذا كانت دقة القياس مطلوبة لتكون عالية ، فيجب مراعاة متانة قياس الدقة. بشكل عام ، يتم استخدام مقياس التدفق في الحالات المذكورة أعلاه ، ويجب أن يكون مستوى الدقة 0. 2. في أماكن العمل هذه ، يتم تجهيز معدات القياس القياسية (مثل أنابيب الحجم) بشكل عام في الموقع لإجراء الكشف عبر الإنترنت عن مقاييس التدفق المستخدمة. في السنوات الأخيرة ، بسبب التوتر المتزايد للنفط الخام والمتطلبات العالية للوحدات المختلفة لقياس النفط الخام ، يُقترح تنفيذ تسليم المعامل لقياس النفط الخام ، أي بالإضافة إلى الفحص الدوري لمقياس التدفق كل ستة أشهر ، يتفاوض طرفا تسليم التجارة كل شهر واحد أو 2. يتم التحقق من مقياس التدفق شهريًا لتحديد معامل التدفق ، ويتم حساب البيانات وفقًا للبيانات المقاسة بواسطة مقياس التدفق ومعامل التدفق لمقياس التدفق للتسليم إلى تحسين دقة مقياس التدفق ، المعروف أيضًا باسم التسليم بدون أخطاء.
يتم تحديد مستوى الدقة بشكل عام وفقًا للخطأ المسموح به في مقياس التدفق. يتم تقديمها في تعليمات مقياس التدفق المقدمة من كل مصنع. من المهم ملاحظة ما إذا كانت النسبة المئوية للخطأ تشير إلى خطأ نسبي أو خطأ في الاستشهاد. الخطأ النسبي هو النسبة المئوية للقيمة المقاسة ، وعادة ما يتم التعبير عنها بـ "النسبة المئوية R". يشير الخطأ المرجعي إلى الحد الأعلى للقياس أو النسبة المئوية للمدى ، والتي تُستخدم عادة كـ "النسبة المئوية للخدمة الثابتة". العديد من تعليمات الشركة المصنعة لا تشير إلى هذا. على سبيل المثال ، تستخدم مقاييس التدفق العائم بشكل عام أخطاء مرجعية ، كما تستخدم بعض نماذج مقاييس التدفق الكهرومغناطيسي أخطاء مرجعية.
إذامقياس التدفقلا يقتصر الأمر على قياس المبلغ الإجمالي فحسب ، بل يتم استخدامه في نظام التحكم في التدفق ، يجب تحديد دقة مقياس تدفق الكشف وفقًا لمتطلبات دقة التحكم للنظام بأكمله. نظرًا لأن النظام بأكمله لا يحتوي فقط على خطأ في اكتشاف التدفق ، بل يشمل أيضًا الخطأ وعوامل التأثير المختلفة لنقل الإشارة ، وتعديل التحكم ، وتنفيذ العملية وما إلى ذلك. على سبيل المثال ، إذا كان هناك فرق تخلفية يبلغ حوالي 2 بالمائة في نظام التشغيل ، فمن غير الاقتصادي وغير المعقول تحديد دقة عالية بشكل مفرط (فوق المستوى 0. 5) لأداة القياس المستخدمة. بقدر ما يتعلق الأمر بالجهاز نفسه ، يجب أيضًا مطابقة الدقة بين المستشعر والأداة الثانوية بشكل صحيح. على سبيل المثال ، الخطأ المصمم لأنبوب السرعة المتوسطة بدون المعايرة الفعلية يتراوح بين ± 2.5 بالمائة و ± 4 بالمائة ، مع 0. 2 بالمائة مقياس ضغط تفاضلي بدقة عالية تبلغ ~ 0. 5 في المئة ليست لها أهمية تذكر.
مشكلة أخرى هي أن مستوى الدقة المحدد لمقياس التدفق في إجراءات التحقق أو دليل الشركة المصنعة يشير إلى الخطأ المسموح به في مقياس التدفق. ومع ذلك ، نظرًا لتأثير التغييرات في الظروف البيئية وظروف تدفق السوائل والظروف الديناميكية عند استخدام مقياس التدفق في الحقل ، ستحدث بعض الأخطاء الإضافية. لذلك ، يجب أن يكون مقياس التدفق المستخدم في الحقل مزيجًا من الخطأ المسموح به والخطأ الإضافي للأداة نفسها. يجب النظر في هذه المشكلة بشكل كامل. في بعض الأحيان ، قد يتجاوز الخطأ ضمن نطاق بيئة الاستخدام في الموقع الخطأ المسموح به لمقياس التدفق.
(3) التكرار
يتم تحديد التكرار من خلال مبدأ مقياس التدفق نفسه وجودة التصنيع. إنه مؤشر تقني مهم في استخدام مقياس التدفق ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بدقة مقياس التدفق. بشكل عام ، في متطلبات أداء القياس في لوائح التحقق ، لا يتم تحديد مستوى الدقة فقط لمقياس التدفق ، ولكن أيضًا يتم تحديد التكرار. / {0}} / 5.
يتم تعريف التكرار عمومًا على أنه اتساق قياسات متعددة في نفس الاتجاه لقيمة تدفق معينة خلال فترة زمنية قصيرة بشرط أن تظل الظروف البيئية والمعلمات المتوسطة دون تغيير. ومع ذلك ، في التطبيقات العملية ، غالبًا ما تتأثر قابلية تكرار مقياس التدفق بالتغيرات في معلمات لزوجة السوائل والكثافة. في بعض الأحيان ، لا تصل التغييرات في هذه المعلمات إلى المستوى الذي يتطلب تصحيحًا خاصًا ، والذي قد يكون مخطئًا بسبب ضعف التكرار في مقياس التدفق. . في ضوء هذا الموقف ، يجب تحديد مقياس التدفق غير الحساس للتغييرات في هذه المعلمة. على سبيل المثال ، يتأثر مقياس الدوران بسهولة بكثافة السائل. لا تتأثر مقاييس التدفق ذات القطر الصغير فقط بكثافة المائع ، ولكنها قد تتأثر أيضًا بلزوجة المائع ؛ إذا تم استخدام مقياس تدفق التوربينات في نطاق لزوجة عالية ، فإن اللزوجة تتأثر ؛ البعض لم يتم تصحيحه. معالجتهاأجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتيةتتأثر بدرجة حرارة السوائل وأكثر. قد يكون هذا التأثير أكثر وضوحًا إذا كان ناتج مقياس التدفق غير خطي.
(4) الخطية
يحتوي ناتج مقياس التدفق بشكل أساسي على نوعين من الجذر التربيعي الخطي وغير الخطي. بشكل عام ، لا يتم سرد الخطأ غير الخطي لمقياس التدفق بشكل منفصل ، ولكن يتم تضمينه في خطأ مقياس التدفق. بالنسبة لمقياس التدفق مع نطاق تدفق واسع بشكل عام ، تكون إشارة الخرج نابضة وتستخدم للتراكم الكلي ، وتعتبر الخطية مؤشرًا تقنيًا مهمًا. إذا تم استخدام معامل متر واحد ضمن نطاق التدفق الخاص به ، عندما يكون الخطي ضعيفًا ، فسيؤدي ذلك إلى تقليل دقة مقياس التدفق. على سبيل المثال ، يعتمد مقياس الجريان التوربيني على معامل متر في نطاق التدفق 10: 1 ، وستكون دقته أقل عندما يكون الخطي رديئًا. مع تطور تكنولوجيا الكمبيوتر ، يمكن تقسيم نطاق التدفق الخاص بها إلى شرائح وتجهيزها بطريقة التربيع. يصحح منحنى معامل مقياس التدفق مقياس التدفق ، وبالتالي تحسين دقة مقياس التدفق وتوسيع نطاق التدفق.
(5) تدفق الحد الأعلى ومدى التدفق
يُعرف التدفق العلوي أيضًا باسم التدفق أو التدفق الكامل لمقياس التدفق. عندما نختار قطر مقياس التدفق ، يجب تكوينه وفقًا لمدى التدفق المستخدم بواسطة خط الأنابيب المراد اختباره ومعدلات التدفق العلوية والسفلية لمقياس التدفق المحدد. لا يمكن مطابقته ببساطة وفقًا لقطر خط الأنابيب.
بشكل عام ، يتم تحديد معدل تدفق السوائل في خط أنابيب التصميم وفقًا لمعدل التدفق الاقتصادي. إذا كان الاختيار منخفضًا جدًا ، فسيكون قطر الأنبوب سميكًا ، وسيكون الاستثمار كبيرًا ؛ إذا كان الاختيار مرتفعًا جدًا ، فستكون طاقة النقل كبيرة وستتم زيادة تكلفة التشغيل. على سبيل المثال ، معدل التدفق الاقتصادي للسوائل منخفضة اللزوجة مثل الماء هو 1. 5-3 م / ث والسوائل عالية اللزوجة 0. 2-1 م / ث. يكون معدل التدفق لمعدل التدفق العلوي لمعظم عدادات التدفق قريبًا من معدل التدفق الاقتصادي لخط الأنابيب أو أعلى منه. لذلك ، عند تحديد مقياس التدفق ، يكون قطره هو نفسه قطر خط الأنابيب ، ويكون التثبيت أكثر ملاءمة. إذا لم تكن هي نفسها ، فلن يكون هناك فرق كبير. بشكل عام ، يمكن توصيل مواصفات التروس المجاورة العلوية والسفلية عن طريق تقليل الأنابيب.
عند اختيار مقاييس التدفق ، يجب الانتباه إلى أنواع مختلفة من أجهزة قياس التدفق ، حيث يختلف معدل تدفق الحد الأعلى أو معدل تدفق الحد الأعلى اختلافًا كبيرًا بسبب قيود مبدأ القياس وهيكل مقاييس التدفق الخاصة بهما. بأخذ مقياس تدفق السائل كمثال ، يكون معدل تدفق الحد الأعلى عمومًا بين 0. 5 و 1.5 متر / ثانية لمقياس تدفق تعويم زجاجي ، بين 2.5 و 3.5 متر / ثانية لمقياس تدفق موجب الإزاحة ، وبين 5.5 و 3.5 م / ث لمقياس الجريان الدوامي. بين 7.5 م / ث ،مقياس التدفق الكهرومغناطيسيبين 1 و 7 م / ث ، أو حتى بين 0. 5 و 10 م / ث.
يجب أيضًا مراعاة معدل تدفق الحد الأعلى للسائل أنه لا يمكن إنشاء ظاهرة التجويف لأن معدل التدفق مرتفع جدًا. عادة ما يكون موقع ظاهرة التجويف هو موضع معدل التدفق والضغط الساكن. من أجل منع تكوين التجويف ، غالبًا ما يكون من الضروري التحكم في الضغط الخلفي لمقياس التدفق (التدفق).
وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه لا يمكن تغيير الحد الأعلى لمقياس التدفق بعد الطلب ، مثل مقياس تدفق الإزاحة الموجب أو مقياس الدوران. بمجرد تصميم مقياس تدفق الضغط التفاضلي ، مثل لوحة فتحة جهاز الاختناق ، وتحديده ، لا يمكن تغيير معدل تدفق الحد الأدنى ، ويمكن تغيير معدل تدفق الحد الأعلى عن طريق ضبط ناقل الضغط التفاضلي أو استبدال فرق الضغط المرسل. على سبيل المثال ، بالنسبة لبعض نماذج أجهزة قياس التدفق الكهرومغناطيسي أو مقاييس التدفق فوق الصوتية ، يمكن لبعض المستخدمين إعادة تعيين الحد الأعلى للتدفق بأنفسهم.
(6) درجة المدى
درجة النطاق هي نسبة معدل تدفق الحد الأعلى ومعدل تدفق الحد الأدنى لمقياس التدفق. كلما زادت القيمة ، اتسع نطاق التدفق. العدادات الخطية لها نطاق واسع ، بشكل عام 1:10. نطاق مقاييس التدفق غير الخطية هو 1: 3 فقط. بالنسبة لمقاييس التدفق المستخدمة عمومًا للتحكم في العملية أو محاسبة نقل العهدة ، إذا كان نطاق التدفق واسعًا مطلوبًا ، فلا تختار مقياس التدفق بنطاق صغير.
في الوقت الحالي ، من أجل تعزيز نطاق التدفق الواسع لأجهزة قياس التدفق الخاصة بهم ، قامت بعض الشركات المصنعة بزيادة معدل التدفق لمعدل تدفق الحد الأعلى بدرجة عالية جدًا في دليل التعليمات ، على سبيل المثال ، تمت زيادة السائل إلى 7-10 م / ق (عادة 6 م / ث) ؛ يتم زيادة الغاز إلى 50- 75 م / ث (عادة 40 ~ 50) م / ث) ؛ في الواقع ، فإن معدل التدفق المرتفع هذا غير صالح للاستعمال. في الواقع ، فإن مفتاح النطاق الواسع هو الحصول على معدل تدفق منخفض الحد الأدنى لتلبية احتياجات القياس. لذلك ، فإن مقياس الجريان واسع النطاق مع معدل تدفق منخفض الحد الأدنى هو أكثر عملية.
(7) فقدان الضغط
يعني فقدان الضغط عمومًا أن مستشعر التدفق ينتج فقدًا للضغط غير قابل للاسترداد يختلف باختلاف التدفق بسبب عناصر الكشف الثابتة أو النشطة المحددة في قناة التدفق أو التغيرات في اتجاه التدفق ، ويمكن أن تصل قيمتها أحيانًا إلى عشرات الكيلوباسكال. لذلك ، يجب اختيار مقياس التدفق وفقًا لفقدان الضغط المسموح به لمعدل التدفق المحدد بواسطة قدرة الضخ لنظام خط الأنابيب وضغط مدخل مقياس التدفق. سيحد الاختيار غير الصحيح من تدفق السوائل ويسبب فقدان الضغط المفرط ويؤثر على كفاءة التدفق. يجب أن تدرك بعض السوائل (السوائل الهيدروكربونية ذات الضغط العالي للبخار) أن انخفاض الضغط المفرط قد يتسبب في تجويف وتبخر المرحلة السائلة ، مما يقلل من دقة القياس أو حتى إتلاف مقياس التدفق. على سبيل المثال ، يجب أن يأخذ مقياس التدفق لتوصيل المياه بقطر أنبوب أكبر من 500 مم في الاعتبار تكلفة الضخ المتزايدة الناتجة عن الفقد المفرط للطاقة الناتج عن فقدان الضغط. وفقًا للتقارير ذات الصلة ، غالبًا ما تتجاوز تكلفة الضخ لمقياس التدفق مع خسارة ضغط أكبر للقياس تكلفة شراء مقياس التدفق مع خسارة ضغط منخفضة وسعر أعلى.
(8) خصائص إشارة الخرج
يمكن تقسيم حجم الإخراج والعرض لمقياس التدفق إلى:
التدفق (حجم التدفق أو تدفق الكتلة) ؛ ② المجموع. ③ متوسط معدل التدفق. ④ معدل تدفق النقاط. تنتج بعض مقاييس التدفق كميات تناظرية (تيار أو جهد) ، بينما ينتج البعض الآخر كميات نبضية. يعتبر الإخراج التناظري مناسبًا للتحكم في العملية بشكل عام ، وهو أكثر ملاءمة للاتصال بوحدات حلقة التحكم مثل صمامات التنظيم ؛ خرج النبض هو أكثر ملاءمة لقياس التدفق الكلي والعالي الدقة. يتميز خرج نبضة نقل الإشارة لمسافات طويلة بدقة نقل أعلى من الإخراج التناظري. يجب أن يكون لوضع إشارة الخرج وسعتها أيضًا القدرة على التكيف مع المعدات الأخرى ، مثل واجهات التحكم ومعالجات البيانات وأجهزة الإنذار ودوائر حماية الدائرة المفتوحة وأنظمة نقل البيانات.
(9) زمن الاستجابة
عند تطبيقها على تطبيقات التدفق النابض ، يجب الانتباه إلى استجابة مقياس التدفق لتغيير خطوة التدفق. تتطلب بعض التطبيقات إخراج مقياس التدفق لمتابعة تدفق السوائل ، بينما تتطلب تطبيقات أخرى إخراج استجابة أبطأ للحصول على متوسط مركب. غالبًا ما يتم التعبير عن الاستجابات العابرة من حيث الثوابت الزمنية أو ترددات الاستجابة ، حيث تتراوح الأولى من بضع ميلي ثانية إلى بضع ثوانٍ ، والأخيرة أقل من مئات من هرتز. قد يؤدي استخدام أداة العرض إلى إطالة وقت الاستجابة بشكل كبير. من المعتقد بشكل عام أن عدم تناسق الاستجابة الديناميكية لمقياس التدفق عندما يزيد معدل التدفق أو ينقص سوف يسرع من زيادة خطأ قياس التدفق.
2. خصائص السوائل
في قياس التدفق ، تتأثر مقاييس التدفق المختلفة دائمًا بواحد أو عدة معلمات في الخواص الفيزيائية للسائل ، وبالتالي فإن الخصائص الفيزيائية للسائل ستؤثر بشكل كبير على اختيار مقياس التدفق. لذلك ، يجب ألا تتكيف طريقة القياس المحددة ومقياس التدفق مع خصائص المائع المراد قياسه فحسب ، بل يجب أيضًا مراعاة تأثير التغيير في الخصائص الفيزيائية للسائل على معلمة أخرى أثناء عملية القياس. على سبيل المثال ، تأثير التغيرات في درجات الحرارة على لزوجة السوائل.
خصائص المائع الشائعة هي الكثافة واللزوجة وضغط البخار والمعلمات الأخرى. يمكن العثور على هذه المعلمات بشكل عام في الدليل لتقييم قابلية تكييف المعلمات المختلفة للسائل واختيار مقاييس التدفق في ظل ظروف الاستخدام. ولكن هناك أيضًا بعض الخصائص التي لا يمكن العثور عليها. مثل التآكل ، والقياس ، والتوصيل ، وانتقال الطور ، والحالة القابلة للامتزاج.
(1) درجة حرارة وضغط السائل
قم بتحليل ضغط العمل ودرجة حرارة المائع في مقياس التدفق بعناية ، خاصة عند قياس الغاز ، تؤدي تغيرات درجة الحرارة والضغط إلى تغيرات مفرطة في الكثافة ، ويمكن تغيير طريقة القياس المختارة. على سبيل المثال ، عندما تؤثر درجة الحرارة والضغط على الأداء مثل دقة قياس التدفق ، يجب إجراء تصحيحات لدرجة الحرارة أو الضغط. بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد تصميم القوة الهيكلية ومادة غلاف مقياس التدفق أيضًا على درجة حرارة وضغط السائل. لذلك ، يجب معرفة قيم وقيم درجة الحرارة والضغط بدقة. يجب أن يتم الاختيار بعناية عندما تتقلب درجة الحرارة والضغط بشكل كبير.
وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه عند قياس الغاز ، من الضروري التأكد من أن قيمة تدفق حجمه هي درجة الحرارة والضغط تحت ظروف العمل أو درجة الحرارة والضغط تحت الحالة القياسية.
(2) كثافة السائل
بالنسبة للسوائل ، تكون الكثافة ثابتة نسبيًا في معظم التطبيقات ، ما لم يكن هناك تغيير كبير في درجة الحرارة ، لا يلزم عمومًا تصحيح الكثافة. في تطبيقات الغاز ، يعتمد مدى وخطية مقياس التدفق على كثافة الغاز. بشكل عام ، من الضروري معرفة القيم في ظل الظروف القياسية وظروف العمل للاختيار. هناك أيضًا تحويل قيمة حالة التدفق إلى بعض القيم المرجعية المعترف بها ، والتي تستخدم على نطاق واسع في تخزين البترول ونقله. قد تكون الغازات منخفضة الكثافة صعبة في بعض طرق القياس ، خاصةً الأدوات التي تستخدم زخم الغاز لدفع مستشعر الكشف (مثل عدادات تدفق التوربينات).
(3) اللزوجة
تختلف لزوجة السوائل المختلفة اختلافًا كبيرًا وتتنوع بشكل كبير مع تغيرات درجات الحرارة. الغاز مختلف ، وفرق اللزوجة بين الغازات المختلفة صغير ، وقيمته أقل بشكل عام. ولن تتغير بشكل كبير بسبب تغيرات درجة الحرارة والضغط. لأن لزوجة السائل أعلى بكثير من لزوجة الغاز. على سبيل المثال ، عند 20 درجة و 100 كيلو باسكال ، تكون اللزوجة الديناميكية للماء هي Pa · s ، في حين أن اللزوجة الديناميكية للهواء هي Pa · s ، لذلك يجب مراعاة تأثير اللزوجة للسوائل ، في حين أن لزوجة الغازات ليست بنفس الأهمية كسوائل.
يختلف تأثير اللزوجة على أنواع مختلفة من مقاييس التدفق. على سبيل المثال ، تقع قيمة التدفق لمقاييس التدفق الكهرومغناطيسي ومقاييس التدفق فوق الصوتية ومقاييس التدفق الكتلي Coriolis ضمن نطاق واسع من اللزوجة ، والتي يمكن اعتبارها غير متأثرة بلزوجة السائل. ؛ ترتبط خصائص الخطأ لمقاييس تدفق الإزاحة الإيجابية باللزوجة وقد تتأثر قليلاً ؛ بينما يكون لمقاييس الدوران ومقاييس التدفق التوربيني ومقاييس التدفق الدوامي تأثير أكبر عندما تتجاوز اللزوجة قيمة معينة ولا يمكن استخدامها.
يتم وصف خصائص بعض مقاييس التدفق بواسطة رقم رينولدز للأنبوب كمعامل ، ورقم رينولدز للأنبوب هو دالة على لزوجة السوائل ، والكثافة ، وسرعة الأنبوب. لذلك ، لا تزال اللزوجة لها تأثير على خصائص الأداة.
تعتبر اللزوجة أيضًا معلمة لتمييز السوائل النيوتونية أو غير النيوتونية ، ومعظم طرق قياس التدفق ومقاييس التدفق مناسبة فقط للسوائل النيوتونية. جميع الغازات سوائل نيوتونية. معظم السوائل ، وكذلك السوائل التي تحتوي على عدد صغير من الجسيمات الكروية ، هي أيضًا سوائل نيوتونية. ستؤثر طرق القياس ومقاييس التدفق التي تنطبق فقط على السوائل النيوتونية على القياس عند تطبيقها على السوائل غير النيوتونية. لذلك ، يعتبر السائل النيوتوني شرطًا مهمًا للاستخدام العادي لقياس تدفق السوائل.
يختلف تأثير اللزوجة في مجموعة الأنواع المختلفة من مقاييس التدفق. بشكل عام ، تزداد لزوجة مقاييس تدفق الإزاحة الإيجابية ويتوسع النطاق. يكون مقياس الجريان التوربيني ومقياس الجريان الدوامي عكس ذلك ، حيث تزداد اللزوجة ويقل النطاق. لذلك ، يجب استيعاب خصائص درجة حرارة اللزوجة للسائل عند تقييم مدى ملاءمةعداد التدفق.
تحتوي بعض السوائل غير النيوتونية (مثل طين الحفر واللب والشوكولاتة والطلاء) على حالات تدفق معقدة ، ومن الصعب الحكم على خصائصها. يجب توخي الحذر عند اختيار مقياس التدفق.
(4) التآكل الكيميائي والقشور
① مشاكل التآكل الكيميائي
يمكن أن تكون مشكلة التآكل الكيميائي للسائل أحيانًا العامل الحاسم في اختيارنا لطريقة القياس واستخدام مقاييس التدفق. على سبيل المثال ، ستؤدي بعض السوائل إلى تآكل الأجزاء الملامسة لمقياس التدفق ، وتتسبب في تلوث أو ترسب البلورات على السطح ، والكيمياء الإلكتروليتية على سطح الأجزاء المعدنية ، مما يقلل من أداء وعمر خدمة مقياس التدفق. لذلك ، من أجل حل مشكلة التآكل الكيميائي والقياس ، تبنى المصنعون العديد من الطرق ، مثل اختيار المواد المضادة للتآكل أو اتخاذ تدابير مضادة للتآكل على هيكل مقياس التدفق ، على سبيل المثال ، لوحة فتحة جهاز الاختناق مصنوع من مواد خزفية ، ومعدل تدفق العوامة المعدنية هو المقياس مبطن بالبلاستيك الهندسي المقاوم للتآكل. ومع ذلك ، بالنسبة لمقاييس التدفق ذات الهياكل الأكثر تعقيدًا ، مثل مقاييس تدفق الإزاحة الإيجابية ومقاييس تدفق التوربينات ، فمن المستحيل قياس السوائل المسببة للتآكل. تتمتع بعض أجهزة قياس التدفق بمقاومة التآكل أو يسهل اتخاذ تدابير مقاومة التآكل من الهيكل الأساسي. يتم تثبيت مسبار محول الطاقة لمقياس الجريان فوق الصوتي على الجدار الخارجي لخط الأنابيب ولا يكون على اتصال بالسائل المقاس ، وهو في الأساس مضاد للتآكل. يحتوي مقياس التدفق الكهرومغناطيسي فقط على بطانة أنبوب قياس وزوج من الأقطاب الكهربائية ذات الشكل البسيط الملامس للسائل. في السنوات الأخيرة ، لا تلامس بعض التصميمات الأقطاب الكهربائية بالسائل ، وهو أيضًا إجراء مضاد للتآكل.
② تحجيم
بسبب التحجيم أو التبلور في تجويف مقياس الجريان ومستشعر التدفق ، سيتم تقليل خلوص الأجزاء المتحركة في مقياس التدفق ، وسيتم تقليل حساسية أو أداء القياس للعناصر الحساسة في مقياس التدفق. على سبيل المثال ، في تطبيقات مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية ، يمكن لطبقة القاذورات أن تعيق انبعاث الموجات فوق الصوتية. في تطبيقات مقياس التدفق الكهرومغناطيسي ، تقوم طبقة القياس غير الموصلة بعزل أسطح القطب الكهربائي وتجعل مقياس التدفق غير صالح للعمل. لذلك ، غالبًا ما تستخدم بعض مقاييس التدفق التدفئة خارج مستشعر التدفق لمنع ترسب التبلور أو تثبيت جهاز إزالة الترسبات.
نتيجة التآكل الكيميائي والقشور هي تغيير خشونة الجدار الداخلي لأنبوب الاختبار ، وستؤثر الخشونة على توزيع معدل تدفق السائل. لذلك ، يوصى بأن ينتبه المستخدمون لهذه المشكلة. على سبيل المثال ، يجب تنظيف الأنابيب التي تم استخدامها لسنوات عديدة وإزالة الترسبات منها.
يؤثر التآكل والقاذورات على تغييرات قياس التدفق التي تختلف حسب نوع مقياس التدفق. يأخذ ما يلي مقياس التدفق فوق الصوتي ومقياس التدفق الكهرومغناطيسي كأمثلة لتوضيح النتائج بسبب تأثير تحجيم خط الأنابيب. على سبيل المثال ، بالنسبة لخط أنابيب يبلغ قطره الداخلي 5 0 مم ، فإن مقياس الجدار الداخلي أو ترسيب 0. 1-0. سيقلل 2 مم مساحة خط أنابيب القياس بمقدار {{ 8}}. 4 بالمائة -0. 6 بالمائة ، الخطأ الناتج سيكون انحرافًا لا يمكن تجاهله لمقياس التدفق من الفئة 0. 5 إلى 1.0.
(5) عامل الضغط
معامل ضغط الغاز z هو نسبة الحجم الفعلي المحدد إلى "الحجم" لكتلة معينة من الغاز عند نفس درجة الحرارة والضغط. بشكل عام ، للغاز z =0 ؛ قد يكون الغاز الفعلي z أكبر من 1 أو أقل من 1. يشير حجم انحراف z عن 1 إلى درجة انحراف الغاز الفعلي عن الغاز. تعتمد قيمة انضغاط الغاز z على النوع أو التركيب ودرجة الحرارة والضغط. لذلك ، يجب أن يحصل قياس الغاز على كثافة المائع في حالة العمل من خلال معامل الانضغاط. تُحسب الكثافة من درجة الحرارة والضغط وقابلية الانضغاط للسوائل ذات المكونات الثابتة. إذا كان السائل متعدد المكونات (مثل قياس الغاز الطبيعي) ويعمل بالقرب من (أو في) المنطقة فوق الحرجة ، فإن مقياس الكثافة عبر الإنترنت مطلوب لقياس الكثافة عبر الإنترنت.
3. تركيب مقياس التدفق
1. المسائل التي تحتاج إلى عناية أثناء التثبيت
مشاكل التثبيت لها متطلبات مختلفة لعدادات التدفق من مبادئ مختلفة. بالنسبة لبعض مقاييس التدفق ، مثل مقاييس تدفق الضغط التفاضلي ومقاييس تدفق السرعة ، وفقًا للوائح ، يجب تجهيز طول معين أو قسم طويل من الأنابيب المستقيمة في بداية ونهاية مقياس التدفق لضمان تدفق السائل قبل نهاية مدخل مقياس التدفق بالكامل المتقدمة. . في حين أن مقاييس التدفق الأخرى ، مثل مقاييس التدفق الإيجابي للإزاحة ، ومقاييس التدفق العائم ، وما إلى ذلك ، ليس لها متطلبات أو متطلبات أقل على طول مقاطع الأنابيب المستقيمة.
بعض أجهزة قياس التدفق بها أخطاء معينة بسبب تأثير التثبيت. على سبيل المثال ، ستسبب مقاييس التدفق الكتلي Coriolis أخطاء كبيرة في الاستخدام بسبب تأثير إجهاد التثبيت. قد لا تكون المشاكل في استخدام مقاييس التدفق بأثر رجعي بالضرورة بسبب مشاكل مقياس التدفق نفسه ، والعديد من المواقف ناتجة عن سوء التثبيت. المشاكل الشائعة هي كما يلي:
عكس السطح الداخل للوحة الفتحة لمقياس تدفق الضغط التفاضلي ؛
② تم تركيب مستشعر التدفق في مكان به شكل توزيع ضعيف لسرعة التدفق ؛
توجد أطوار غير مرغوب فيها في أنبوب النبض المتصل بجهاز الضغط التفاضلي ؛
④ تم تركيب مقياس التدفق في بيئة ضارة أو في مكان يصعب الوصول إليه ؛
اتجاه تدفق مقياس التدفق غير صحيح ؛
يتم وضع مقياس التدفق أو خط نقل الإشارة الكهربائية تحت مجال كهرومغناطيسي قوي ؛
⑦ قم بتركيب مقياس التدفق المعرّض لتداخل الاهتزازات على خط الأنابيب مع الاهتزاز ؛
⑧ عدم وجود ملحقات الحماية اللازمة.
2. شروط التثبيت
عند استخدام مقياس التدفق ، يجب الانتباه إلى قابلية التكيف ومتطلبات ظروف التثبيت ، بشكل أساسي من الجوانب التالية ، مثل اتجاه تركيب مقياس التدفق ، واتجاه تدفق السائل ، وتكوين خطوط أنابيب المنبع والمصب ، والصمام الأوضاع والملحقات الوقائية وتأثير التدفق النابض والاهتزاز والاضطرابات الكهربائية وصيانة مقاييس التدفق ، إلخ.
① توصيلات الأنابيب في الموقع
انتبه لاتجاه تركيب مقياس التدفق عند توصيل خط الأنابيب في الموقع. نظرًا لأن اتجاه تركيب مقياس التدفق ينقسم عمومًا إلى طريقة التثبيت الرأسية وطريقة التثبيت الأفقية ، فهناك اختلافات في أداء قياس التدفق لطريقتين التثبيت هاتين. على سبيل المثال ، سيؤدي التدفق العمودي إلى أسفل للسائل إلى قوة إضافية لمستشعر مقياس التدفق ، مما سيؤثر على أداء مقياس التدفق ، ويقلل من الخطية والتكرار لمقياس التدفق. يعتمد اتجاه تركيب مقياس التدفق أيضًا على الخصائص الفيزيائية للسائل. على سبيل المثال ، قد يؤدي خط الأنابيب الأفقي إلى تعجيل الجسيمات الصلبة ، لذلك يتم تثبيت مقياس التدفق الذي يقيس هذه الحالة في خط الأنابيب الرأسي.
② اتجاه تدفق السوائل
هذه المشكلة مشابهة لاتجاه تركيب مقياس التدفق. نظرًا لأن بعض مقاييس التدفق لا تعمل إلا في اتجاه واحد ، فإن التدفق العكسي سيضر بمقياس التدفق. يراعي استخدام مقاييس التدفق المماثلة أيضًا إمكانية التدفق العكسي في حالة عدم النشاط ، مما يتطلب تدابير مثل تركيب صمامات فحص لحماية مقياس التدفق. حتى مقياس التدفق الذي يمكن استخدامه في كلا الاتجاهين قد يكون له بعض الاختلافات في أداء القياس بين الأمام والخلف ، ويجب استخدامه على النحو المحدد من قبل الشركة المصنعة.
③ أقسام الأنابيب المستقيمة في المنبع والمصب لمقياس التدفق
نظرًا لأن مقياس التدفق سيتأثر بحالة التدفق لمدخل خط الأنابيب ، فإن تركيبات خط الأنابيب ستؤدي أيضًا إلى اضطراب التدفق. يتضمن اضطراب التدفق عمومًا تشوه ملف تعريف توزيع سرعة التدفق والدوامة. يعود سبب وجود الدوامة عمومًا إلى وجود مرفقين أو أكثر (استريو) في الفضاء. عادة ما يحدث تشوه ملف تعريف السرعة بسبب العوائق الموضعية في تجهيزات الأنابيب (مثل الصمامات) أو الأكواع. يجب تحسين هذه التأثيرات من خلال عمليات التشغيل الأولية بأطوال مناسبة أو تركيب مكيفات التدفق. بالإضافة إلى مراعاة تأثير تركيبات توصيل مقياس التدفق ، يمكنك أيضًا التفكير في تأثير مجموعة تركيبات مواسير المنبع ، لأنها قد تولد مصادر اضطراب مختلفة ، لذا تأكد من الحفاظ على المسافة بين مصادر الاضطراب قدر الإمكان تقليل نفوذهم. على سبيل المثال ، يتبع الصمام المفتوح جزئيًا مباشرة بعد الانحناء الفردي.
مطلوب قسم أنبوب مستقيم أيضًا في اتجاه مجرى مقياس التدفق لتقليل تأثيرات التدفق السفلي.
بالنسبة لمقاييس التدفق الحجمي ومقاييس التدفق الكتلي Coriolis ، فإنها لا تتأثر بمقاطع التدفق غير المتماثلة ؛ يجب استخدام مقاييس تدفق التوربينات لتقليل الدوامة ؛ يجب أن تقصر مقاييس التدفق الكهرومغناطيسي ومقاييس تدفق الضغط التفاضلي الدوامة على حجم صغير جدًا داخل النطاق.
ينتج التجويف والتكثف عن ترتيب غير معقول للأنابيب ، مما يؤدي إلى تجنب التغيرات الحادة في قطر الأنبوب واتجاهه. يمكن أن يؤدي تخطيط الأنابيب السيئ أيضًا إلى إنشاء نبض.
④ قطر الأنبوب واهتزاز الأنبوب
لا تحتوي بعض أنواع مقاييس التدفق على نطاق واسع من أقطار الأنابيب ، لذا فإن الحجم الكبير جدًا أو الصغير جدًا سيحد من اختيار أنواع مقاييس التدفق. لقياس معدل التدفق لمعدل التدفق المنخفض أو معدل التدفق العالي ، يمكنك اختيار مقياس التدفق بقطر مختلف عن قطر الأنبوب ، ويمكنك استخدام مخفض للاتصال لجعل مقياس التدفق يعمل ضمن النطاق المحدد. إذا تجاوز معدل التدفق النطاق ، إذا كان معدل التدفق منخفضًا جدًا ، سيزداد خطأ مقياس التدفق ، وقد يزيد خطأ مقياس التدفق.
بعض مقاييس التدفق ، مثل مقاييس التدفق الدوامي ومقاييس التدفق الكتلي Coriolis لأجهزة الكشف الكهروضغطية ، حساسة للاهتزازات الميكانيكية ويمكن أن تتعطل بسهولة عن طريق اهتزازات خطوط الأنابيب. يجب الانتباه إلى تصميم الدعم على خطوط الأنابيب قبل وبعد مقياس التدفق. بالإضافة إلى استخدام مزيلات النبض للتخلص من آثار النبض ، يجب الانتباه أيضًا إلى إبقاء جميع مقاييس التدفق بعيدًا عن مصادر الاهتزاز أو النبض.
⑤ موضع تركيب الصمام
يتم تثبيت صمام التحكم وصمام العزل في خط الأنابيب حيث يتم تثبيت مقياس التدفق. من أجل تجنب بعض اضطرابات توزيع سرعة التدفق والتجويف الناجم عن الصمام والتأثير على قياس مقياس التدفق ، يجب تثبيت صمام التحكم العام في اتجاه مجرى مقياس التدفق ، ويجب تثبيت صمام التحكم في مقياس التدفق. يمكن أيضًا زيادة الضغط الخلفي لمقياس التدفق في اتجاه مجرى النهر لتقليل إمكانية التجويف داخل مقياس التدفق.
الغرض من صمام العزل هو عزل مقياس التدفق عن السائل الموجود في الخط لسهولة الصيانة. يجب أن يكون صمام المنبع بعيدًا بدرجة كافية عن مقياس التدفق. عندما يكون مقياس التدفق قيد التشغيل ، يجب فتح صمام المنبع بالكامل لتجنب الاضطرابات مثل تشوه توزيع معدل التدفق.
⑥ ملحقات الحماية
يعد تركيب الملحقات الواقية إجراءً وقائيًا لضمان التشغيل الطبيعي لمقياس التدفق. على سبيل المثال ، في مقاييس تدفق الإزاحة الإيجابية ومقاييس تدفق التوربينات، بعض المعدات الضرورية مثل المرشحات تحتاج عمومًا إلى التثبيت في المنبع. يجب تركيب كل هذه المعدات حتى لا تؤثر على استخدام مقياس التدفق.
التوصيلات الكهربائية والتداخل الكهرومغناطيسي
في الوقت الحالي ، تحتوي معظم أنظمة قياس التدفق ، سواء كان مقياس التدفق نفسه أو ملحقاته ، على معدات إلكترونية ، لذلك يجب أن يتطابق مصدر الطاقة المستخدم مع مقياس التدفق. عندما يكون مستوى خرج مقياس التدفق منخفضًا ، يجب استخدام مضخم مسبق مناسب للبيئة. تتداخل إشارة الخرج لبعض أنواع مقاييس التدفق بسهولة عن طريق أجهزة التبديل عالية الطاقة ، مما يجعل نبضات خرج مقياس التدفق تتقلب ويؤثر على أداء مقياس التدفق. على سبيل المثال ، يجب أن يكون كبل الإشارة بعيدًا عن كبل الطاقة ومصدر الطاقة قدر الإمكان لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي وتداخل التردد اللاسلكي. تأثيرات.
تدفق نابض وتدفق غير مستقر
بالإضافة إلى استخدام مزيلات النبض ، يجب الانتباه إلى إبقاء جميع مقاييس التدفق بعيدة عن مصادر النبض. تشمل المصادر الشائعة للنبض مضخات الإزاحة الثابتة والضواغط الترددية والصمامات أو المنظمات المتذبذبة والقطارات الدوامية والتذبذبات الهيدروليكية الأخرى. بشكل عام ، تحتوي مقاييس تدفق الضغط التفاضلي على أخطاء تدفق نابضة ، ومقاييس تدفق التوربينات ومقاييس التدفق الدوامةلديها أيضًا أخطاء تدفق نابضة. التدفق غير المستقر هو التدفق الذي يتغير بمرور الوقت والنبض البطيء هو حالة خاصة من التدفق غير المستقر. مثل النبضات البطيئة الناتجة عن تشغيل صمام تحكم كبير الحجم.
يمكن لمقياس التدفق التعامل مع تأثيرات النبض لمستشعر التدفق وأداة العرض الثانوية بشكل منفصل. قم بتركيب مستشعر التدفق بعيدًا عن مصدر النبض ، أو قم بتثبيت مرشح تمرير منخفض مثل snubber (للسوائل) أو الخانق (للغاز) في نظام الأنابيب لتقليل درجة النبض. يمكن أن تختار أداة العرض الثانوية مقياس الجريان بخصائص استجابة جيدة (مثل مقياس الجريان الكهرومغناطيسي ، ومقياس الجريان فوق الصوتي) لزيادة التخميد ، وقياس معلمات النبض لتقدير الخطأ الإضافي للنبض.
4. متطلبات الظروف البيئية
في عملية اختيار مقاييس التدفق ، لا ينبغي تجاهل الظروف المحيطة والتغيرات ذات الصلة ، مثل درجة الحرارة المحيطة والرطوبة والسلامة والتداخل الكهربائي.
① درجة الحرارة المحيطة
يمكن أن تؤثر التغيرات في درجة الحرارة المحيطة على الجزء الإلكتروني من مقياس التدفق وجزء مستشعر التدفق. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤثر التغيرات في درجة الحرارة على التغييرات في حجم المستشعر ، ونقل الحرارة من خلال غلاف مقياس التدفق ، والتغيرات في كثافة السوائل واللزوجة ، وما إلى ذلك. عندما تؤثر درجة الحرارة المحيطة على المكونات الإلكترونية لجهاز العرض ، سيتم تغيير معلمات المكون. يجب تثبيت مستشعر التدفق وأداة العرض الثانوية في أماكن مختلفة ، مثل تثبيت أداة العرض الثانوية في غرفة التحكم لضمان عدم تأثر المكونات الإلكترونية بدرجة الحرارة. يجب أن يقال أن تأثير درجة الحرارة المحيطة لا ينبغي أن يكون أحد التأثيرات الرئيسية لعدم اليقين عند تقدير عدم اليقين الكلي لقياس التدفق.
الرطوبة المحيطة
تعتبر رطوبة الغلاف الجوي في البيئة أيضًا إحدى المشكلات التي تؤثر على استخدام مقياس التدفق. على سبيل المثال ، ستؤدي الرطوبة العالية إلى تسريع تآكل الغلاف الجوي والتآكل الإلكتروليتي وتقليل العزل الكهربائي ، وستؤدي الرطوبة المنخفضة إلى توليد الكهرباء الساكنة. يمكن أن تسبب التغيرات السريعة في درجة الحرارة المحيطة أو المتوسطة مشاكل في الرطوبة مثل التكثف على السطح.
③ الأمن
يجب اختيار مقياس التدفق وفقًا للمواصفات والمعايير ذات الصلة ليكون مناسبًا للاستخدام في البيئات الخطرة المتفجرة ، ويجب أن يكون الموقع مطلوبًا وفقًا لمعايير مقاومة الانفجار.
④ التداخل الكهربائي
تولد جميع كبلات الطاقة والمحركات والمفاتيح الكهربائية تداخلًا كهرومغناطيسيًا ، مما قد يتسبب في حدوث أخطاء في قياس التدفق إذا لم يتم اتخاذ أي تدابير.
5. الاعتبارات الاقتصادية
1. النظر في تكلفة شراء مقياس التدفق من منظور اقتصادي
عند شراء مقياس التدفق ، يجب مقارنة التأثير الاقتصادي لأنواع مختلفة من أجهزة قياس التدفق على نظام القياس الكلي. على سبيل المثال ، يجب تغطية مقياس التدفق ذي النطاق الأصغر من مقياس التدفق ذي النطاق الواسع بواسطة مقاييس تدفق متعددة في خطوط أنابيب متوازية ومتعددة تحت نفس نطاق القياس. لذلك ، بالإضافة إلى مقياس التدفق ، يجب إضافة العديد من المعدات المساعدة ، مثل الصمامات وملحقات خطوط الأنابيب. انتظر. على الرغم من انخفاض تكلفة عداد التدفق على السطح ، إلا أن التكاليف الأخرى تزداد ، وهي ليست فعالة من حيث التكلفة لحسابها. على سبيل المثال ، تكلفة تركيب مقياس التدفق للفتحة بالإضافة إلى مقياس الضغط التفاضلي رخيصة نسبيًا ، لكن تكلفة تكوين حلقة القياس ، بما في ذلك الملحقات الثابتة للوحة الفتحة ، قد تتجاوز تكلفة الأجزاء الأساسية.
2. تكلفة التركيب
عند شراء مقياس التدفق ، لا ينبغي فقط النظر في تكلفة شراء مقياس التدفق ، ولكن أيضًا التكاليف الأخرى ، مثل تكلفة شراء الملحقات وتكلفة التركيب والتشغيل والصيانة وتكلفة الفحص المنتظم وتكلفة التشغيل وتكلفة قطع الغيار.
على سبيل المثال ، كثيرعدادات التدفقيجب أن تكون مجهزة بأقسام أنابيب مستقيمة طويلة نسبيًا لضمان أداء القياس. لذلك يتطلب التركيب المناسب ترتيبات أنابيب إضافية أو أنابيب تجاوز للصيانة الدورية. لذلك ، يجب النظر إلى رسوم التركيب بشكل معقول في العديد من الجوانب ، مثل الصمام الحابس والفلتر والتكاليف الإضافية الأخرى المطلوبة للتشغيل.
3. تكاليف التشغيل
تكلفة تشغيل مقياس التدفق هي بشكل أساسي استهلاك الطاقة أثناء التشغيل ، بما في ذلك استهلاك الطاقة الداخلي للأداة الكهربائية أو استهلاك الطاقة لمصدر الهواء للأداة الهوائية والطاقة المستهلكة لدفع السائل عبر الجهاز أثناء عملية القياس ، أي المضخة التي تتغلب على فقدان الضغط الذي تسببه الأداة بسبب القياس. تكاليف الشحن وما إلى ذلك ، على سبيل المثال ، لا يمكن استرداد جزء كبير من الضغط التفاضلي الناتج عن مقاييس تدفق الضغط التفاضلي ، كما أن مقاييس تدفق الإزاحة الإيجابية ومقاييس تدفق التوربينات تتمتع أيضًا بمقاومة كبيرة. قناة كاملة فقط ، بدون عائقمقاييس التدفق الكهرومغناطيسيومقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتيةأساسًا لها تكلفة صفرية ، ومقاييس تدفق الإدخال لها نسبة انسداد صغيرة لأقطار الأنابيب الكبيرة ، ويمكن تجاهل فقدها في الضغط.
من المقدر أن استهلاك طاقة الضخ لمدة عام لمقياس تدفق فتحة الضغط التفاضلي بقطر 100 مم يعادل تكلفة شراء مقياس التدفق. إذا تم استبدال مقياس التدفق الكهرومغناطيسي ، فإن تكلفة الشراء تعادل أربع سنوات فقط. من استهلاك الطاقة. من المتصور أن يكون استهلاك طاقة الضخ للأنبوب ذو القطر الأكبر أكثر تكلفة. من المعتقد عمومًا أنه يجب استخدام مقياس التدفق مع فقدان الضغط المنخفض وعدم فقد الضغط قدر الإمكان لمقياس التدفق الذي يتجاوز 5000 مم. على سبيل المثال ، نادرًا ما تستخدم مقاييس تدفق الضغط التفاضلي التقليدية المستخدمة في مشاريع إمدادات المياه ألواح الفتحة وتستخدم أنابيب فنتوري مع فقدان الضغط المنخفض. الآن يتم تحديثها لمقاييس التدفق الكهرومغناطيسي ومقاييس التدفق فوق الصوتية.
4. رسوم الاختبار
يتم تحديد رسوم الاختبار وفقًا لفترة التحقق من مقياس التدفق. للكشف عن النفط الخام أو الزيت المكرر المستخدم عمومًا للتسوية التجارية ، غالبًا ما يتم إعداد أنبوب حجم قياسي في الموقع لإجراء التحقق عبر الإنترنت من مقياس التدفق.
5. تكاليف الصيانة وقطع الغيار ، إلخ.
تكلفة الصيانة هي التكلفة المطلوبة للحفاظ على عمل نظام القياس بشكل طبيعي بعد استخدام مقياس التدفق ، بما في ذلك بشكل أساسي تكلفة الصيانة وقطع الغيار. تحتاج أجهزة قياس التدفق ذات الأجزاء المتحركة إلى مزيد من أعمال الصيانة ، مثل الاستبدال المنتظم للمحامل المقاومة للاهتراء ، والأعمدة ، والعدائين ، وتروس ناقل الحركة ، وما إلى ذلك ؛ يجب أيضًا فحص مقاييس التدفق التي لا تحتوي على أجزاء متحركة ، مثل طريقة القياس الهندسية العادية للتحقق من مقياس تدفق لوحة الفتحة.
ستزداد تكاليف قطع الغيار مع تحسن أداء مقياس التدفق. عند اختيار مقياس التدفق ، يجب مراعاة زيادة تكلفة شراء قطع الغيار ، خاصة مقياس التدفق المستورد من الخارج ، وأحيانًا يتم استبدال مقياس التدفق بالكامل بسبب صعوبة ارتداء قطع الغيار.
6. اختيار طرق القياس ومقاييس التدفق
تتعلق الأقسام السابقة باختيار مقاييس التدفق العامة. يأخذ هذا القسم اختيار مقاييس التدفق لقياس تدفق الطين وتدفق السائل الكبير وتدفق البخار كمثال.
1. اختيار قياس تدفق الطين
من قائمة اختيار مقياس التدفق ، تشمل مقاييس التدفق الاختيارية التي يمكن استخدامها في ملاط ألياف الجسيمات: تشمل مقاييس تدفق الضغط التفاضلي الأكواع ، والأنابيب على شكل إسفين ، ومقاييس التدفق الكهرومغناطيسي ، ومقاييس التدفق فوق الصوتية دوبلر ، ومقياس التدفق الدوامي ، ومقياس التدفق المستهدف ، ومقياس التدفق الكتلي كوريوليس ، وما إلى ذلك. بالنسبة للاستخدام الحالي لمقاييس التدفق المحلية وأداء القياس لمقاييس التدفق المختلفة ، فإن مقاييس التدفق الكهرومغناطيسي هي الخيار الأول لقياس تدفق الطين ، ما لم يكن الملاط المقاس غير موصل أو يحتوي على جزيئات مغناطيسية حديدية ، ولا يُسمح بقطع نظام خط أنابيب القياس إيقاف إلى فقط عند توصيل مستشعر التدفق ، يتم تحديد مقاييس التدفق الأخرى. وفقًا للتقارير ، فإن سنوات عديدة من الخبرة في التطبيق في قياس معدل تدفق ملاط الفحم والماء بمحتوى الفحم المسحوق بنسبة تصل إلى 65 في المائة تعتبر أفضل من مقاييس التدفق الكهرومغناطيسي.
يمكن استخدام مقاييس تدفق الضغط التفاضلي لقياس الطين. بالإضافة إلى الأكواع والأنابيب الإسفينية والأنابيب الحلقية ، يمكن أيضًا استخدام مستشعر الضغط التفاضلي لألواح الفتحة الدائرية وألواح الفتحة اللامتراكزة عندما تكون المرحلة الصلبة صغيرة. تستخدم أنابيب الفنتوري أيضًا للقياس. .
يمكن قياس مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية دوبلر دون قطع الأنبوب وتثبيت محول طاقة فوق صوتي (مسبار) خارج الأنبوب ، لكن دقة القياس ليست عالية.
لا يمكن لمقياس التدفق الدوامي إلا قياس المواد الصلبة التي تحتوي على كمية صغيرة من المسحوق ، والمحتوى الصلب كبير أو ليفي سيسبب ضوضاء ولا يمكن استخدامه.
يتم استخدام مقياس التدفق المستهدف لتدفق السائل مثل الزيت الثقيل أو الزيت المتبقي المحتوي على الفحم المسحوق ، ويتم استخدام مقياس التدفق المستهدف للسلالة.
تتمتع أجهزة قياس تدفق الكتلة Coriolis بخبرة في قياس الطين في البلدان الأجنبية ، وعادة ما تكون أنابيب القياس ذات الأنبوب المستقيم مناسبة ، ولكن لا توجد خبرة كبيرة في التطبيق المحلي.
2. اختيار قياس التدفق الكبير للسائل في خطوط الأنابيب المغلقة
لا يشير التدفق الكبير المذكور هنا إلى "التدفق الكبير نسبيًا" عندما تكون سرعة التدفق لقطر أنبوب معين عالية ، ولكن يشير التدفق الكبير للقيمة المطلقة للتدفق. نظرًا لأن سرعة تدفق السائل المنقول بواسطة خط الأنابيب لها نطاق معين ، فإن سرعة التدفق الاقتصادية للسائل منخفض اللزوجة عادة ما تكون 1 ~ 3m / s. لذلك ، يشير قياس "التدفق الكبير" المذكور هنا إلى قياس التدفق الكبير لخط الأنابيب.
بشكل عام ، مقياس التدفق بقطر الأنبوب أقل من DN300 يسمى مقياس التدفق بقطر الأنبوب الصغير والمتوسط ، المقياس الموجود فوق DN300 ~ DN400 يسمى مقياس التدفق بقطر الأنبوب الكبير ، والمقياس فوق DN1200 يسمى مقياس تدفق قطر الأنبوب الكبير الإضافي. عادةً ما يكون قياس تدفق السائل للأنابيب ذات القطر الكبير جدًا هو الماء بشكل أساسي ، بالإضافة إلى الماء ، هناك منتجات بترولية. بشكل عام ، تشتمل مقاييس التدفق ذات القطر الكبير على مقاييس تدفق الضغط التفاضلي ، ومقاييس التدفق الكهرومغناطيسي ، ومقاييس التدفق فوق الصوتية ، ومقاييس تدفق الإدخال. هناك أيضًا مقاييس تدفق موجبة الإزاحة ومقاييس تدفق التوربينات لـ DN300 ~ DN500.
(1) شروط التثبيت
تعتمد شروط التركيب بشكل أساسي على ما إذا كانت طريقة القياس يمكن أن تسمح بقطع تدفق الأنابيب وتعليق العملية ، وما إذا كان يُسمح بحفر ثقوب على الأنبوب ، وما إذا كان يُسمح بقطع تدفق الأنابيب إلى قم بتثبيت مستشعر التدفق.
إذا تم السماح لمستشعر التدفق بقطع تدفق الأنبوب ، فيمكن اختيار مقاييس التدفق الكهرومغناطيسي ، ومقاييس التدفق فوق الصوتية مع أقسام أنابيب القياس ، ومقاييس تدفق الإزاحة الإيجابية ، ومقاييس تدفق التوربينات.
محول الاستقراءمقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتيةويمكن اختيار مقاييس تدفق الإدخال في حالة السماح بفتحات حفر في خط الأنابيب.
إذا لم يتم السماح بالمتطلبات المذكورة أعلاه ، يمكنك فقط اختيار مقياس تدفق فوق صوتي مع محول طاقة خارجي مثبت بمشبك.
(2) متطلبات دقة القياس
بالنسبة لنقل الوصاية الذي يتطلب دقة قياس عالية وسوائل غير موصلة ، يمكن أيضًا اختيار مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية مع أقسام أنابيب القياس ، ومقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية متعددة القنوات ، ومقاييس تدفق الإزاحة الإيجابية ومقاييس تدفق التوربينات ، ويمكن أيضًا اختيار مقاييس التدفق الكهرومغناطيسي لمقياس تدفق السوائل الموصلة.
بالنسبة لنسبة التحكم ، يمكن اختيار أنبوب فنتوري للضغط التفاضلي ومقياس الجريان فوق الصوتي لمحول الطاقة الخارجي مع متطلبات دقة قياس أقل. مقياس تدفق إدخال اختياري بمتطلبات دقة قياس منخفضة.
(3) فقدان الضغط (ضخ تكلفة الطاقة)
تمثل تكلفة طاقة الضخ لقياس التدفق الكبير نسبة كبيرة من تكلفة تشغيل قياس التدفق وفقدان الضغط و (تكلفة طاقة الضخ) مثل الضغط التفاضلي فنتوري ومقياس تدفق الإزاحة الإيجابية وعدد تدفق التوربينات. الأصغر هو مقياس تدفق الإدخال ، والآخر بدون فقد الضغط هومقياس الجريان الكهرومغناطيسي.
3. اختيار قياس تدفق البخار
ينقسم قياس تدفق البخار إلى فئتين من حيث تقنية القياس ، أحدهما بخار شديد السخونة وبخار مشبع بجفاف عالي (جفاف x=0 .9 أو أكثر) ، والآخر بخار مشبع بجفاف منخفض. يمكن معالجة الفئة الأولى كسائل أحادي الطور ، بينما الفئة الأخيرة عبارة عن تدفق ثنائي الطور. نظرًا لأن جميع مقاييس التدفق الحالية مناسبة فقط للسوائل أحادية الطور ، فإن البخار المشبع منخفض الجفاف يحتاج إلى مزيد من الدراسة.
(1) قياس تدفق البخار المحمص والبخار المشبع عالي الجفاف
مقاييس التدفق الشائعة هي: مقياس تدفق الضغط التفاضلي الخانق ، والذي لا يزال الأداة الرئيسية لقياس تدفق البخار. على سبيل المثال ، يتم دمج جهاز الخنق ، وجهاز إرسال الضغط التفاضلي ومجموعة الصمامات الثلاثة في مقياس تدفق خانق متكامل. مقياس التدفق الخانق يحل النقص في فشل أنبوب إشارة الضغط التفاضلي. هناك أيضًا أجزاء خانقة للزراعة ، وتستخدم الفوهات القياسية بدلاً من ألواح الفتحة القياسية. نظرًا لمقارنة الفوهات بألواح الفتحة ، فإن معامل التدفق الخارجي للفوهات ثابت ، ولن يتغير معامل التدفق بسبب الحافة غير الحادة للزاوية الحادة. يكون فقدان الضغط أيضًا أقل من فقدان لوحة الفتحة. ، بشكل عام ، بنفس معدل التدفق والقيمة ، يكون فقد الضغط حوالي 30 في المائة إلى 50 في المائة من لوحة الفتحة.
يقيس مقياس التدفق الدوامي درجة الحرارة المتوسطة ، أي أقل من 200 درجة. يجب أن يقال أن تطبيق البخار أصبح ناضجًا. إنه نوع من مقياس التدفق شائع الاستخدام في قياس البخار في الوقت الحاضر. ومع ذلك ، يجب ملاحظة أن الوسيط ذو الجفاف المنخفض سيجعل معامل الأداة ينحرف عن قيمة الكشف ويزيد من خطأ القياس.
لا يزال من الممكن استخدام مقياس التدفق لأنبوب السرعة الموحدة ومقياس التدفق الدوار للتحويل في توزيع الإدارة الداخلية حيث لا تكون متطلبات الدقة عالية جدًا ، لأن الاستخدام رخيص نسبيًا وبسيط ، وهو مناسب لقياس تدفق البخار الصغير والمتوسط .
بالنسبة لمقياس التدفق المستهدف ، فإن جهاز إرسال التدفق المستهدف الكهربائي والهوائي الذي تم تطويره في الصين في السبعينيات هو أداة الكشف لأداة الجمع بين الوحدة الكهربائية والهوائية. نظرًا لأن محول القوة استخدم بشكل مباشر آلية توازن القوة لمرسل الضغط التفاضلي في ذلك الوقت ، فقد تسبب في العديد من أوجه القصور التي تسببها آلية توازن القوة نفسها. على سبيل المثال ، دقة القياس منخفضة ، وانجراف نقطة الصفر ، وموثوقية آلية الرافعة ، والاستقرار الضعيف. لذلك ، تمت صياغة لوائح JJG 461-1986 الأصلية "مرسل التدفق المستهدف" في عام 1986 ، والذي كان عمره 25 عامًا. لأن أجهزة إرسال التدفق الهدف الكهربائية والهوائية لم تعد تُنتج وتُستخدم في الأساس. لم تعد اللوائح الأصلية مناسبة للاستخدام ، لذا فهي جديدة
الهدف بروتوكول مقياس الجريان.
يتكون هيكل مقياس التدفق المستهدف من أنبوب قياس ولوحة مستهدفة ومستشعر قوة ووحدة معالجة إشارة. مستشعر القوة هو مستشعر من نوع مقياس الضغط ، ويمكن لشاشة معالجة الإشارة قراءة العرض مباشرة أو إخراج الإشارة القياسية. يتكون مستشعر القوة من جسم مرن أسطواني ومقياس ضغط القوة ، ويمكن أن يكون داخليًا أو خارجيًا. عندما يتشوه الجسم المرن تحت تأثير القوة ، فإنه يكسر توازن الجسر المكون من مقاييس إجهاد القوة ، مما ينتج عنه إشارة كهربائية مربعة مع معدل التدفق.
مبدأ عملها هو تعيين لوحة مستهدفة عموديًا على اتجاه حزمة التدفق في قسم أنبوب مستقيم من مقطع عرضي ثابت. عندما يمر السائل حول اللوحة المستهدفة ، تتعرض اللوحة المستهدفة للدفع ، ويتناسب حجم الدفع مع الطاقة الحركية للسائل ومنطقة اللوحة المستهدفة. متناسب. ضمن نطاق معين من أرقام رينولدز ، يتناسب التدفق عبر مقياس التدفق مع القوة على اللوحة المستهدفة. يتم الكشف عن القوة على لوحة الهدف بواسطة مستشعر القوة.
بأخذ لوحة مستهدفة دائرية كمثال ، فإن الصيغة الأساسية لحساب التدفق هي:
0 ac6fc8d45.png
يتم تحويل القوة الواقعة على اللوحة المستهدفة إلى إشارة حالية (4-20) مللي أمبير أو إشارة ضغط هواء (20-100 كيلو باسكال) من خلال محول القوة ، ويمكن للعلاقة بين إشارة الخرج ومعدل التدفق يتم تحديدها وفقًا للصيغة أعلاه.
نظرًا لأن مقياس التدفق المستهدف الجديد من نوع الإجهاد له بنية جديدة ومبدأ قياس ، فإنه يتمتع باحتمال تطبيق متفوق نسبيًا في قياس البخار ، وهو مناسب لقياس بخار التدفق الصغير والمتوسط.
(2) قياس تدفق البخار المشبع المنخفض الجفاف
البخار المشبع الناتج عن الغلايات الصناعية العامة هو بخار مشبع بجفاف عالي (أعلى من {{0}. 95) عند المخرج ، ولكن في عملية النقل لمسافات طويلة ، بسبب العديد من العوامل مثل سوء الحفاظ على الحرارة أو عدم التوازن المتقطع استخدام البخار ، الجفاف يتزايد باستمرار. تسقط ، وحتى تصبح بخارًا رطبًا يحتوي على نسبة عالية من الماء ، أي سائل من مرحلتين من الغاز والماء. تختلف خصائص تدفق السوائل ثنائية الطور اختلافًا جوهريًا عن خصائص التدفق أحادي الطور. لا يمكن استخدام معاملات مقياس الجريان أو معاملات التدفق الخارج المقاسة في تدفق أحادي الطور لقياسات التدفق على مرحلتين. على سبيل المثال ، يجب تصحيح معامل التدفق الخارج في اختبار التدفق ثنائي الطور لمقياس تدفق الفتحة من أجل الجفاف. لذلك ، في قياس التدفق للبخار المشبع منخفض الجفاف ، تكون معلمة الجفاف معلمة يجب قياسها. إنه لأمر مؤسف أنه لا يوجد مقياس جفاف ناضج حتى الآن. بالإضافة إلى ذلك ، لم تتم دراسة تصحيح الجفاف لمعاملات المتر لأنواع أخرى من أجهزة قياس التدفق في العمق. فقط من خلال حل هذه المشكلة يمكن قياس معدل تدفق البخار المشبع المنخفض الجفاف.