إحداث ثورة في قياس التدفق: تاريخ أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية

على مدى العقد الماضي، شهدت أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية تحولاً ملحوظاً. فبعد أن كانت تقنية متخصصة، أصبحت الآن واحدة من أسرع أنظمة قياس التدفق نموًا في السوق.

تعود النماذج الأولى لهذه التقنية إلى ستينيات القرن الماضي. كانت فوجي إلكتريك أول من طور أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية مع إطلاق أول طراز FLH في عام 1975.

على الرغم من أنها متوفرة في السوق منذ عدة عقود، إلا أن أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية لم تكتسب قبولاً واسع النطاق إلا مؤخرًا.

أصبحت مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية شائعة بشكل متزايد لعدد من الأسباب. وقد أدى التقدم في معالجة الإشارات إلى تحسين تصفية الضوضاء مما أدى إلى زيادة الدقة والكفاءة في قياس التدفق.

ومقارنةً بمقاييس التدفق الميكانيكية، تتطلب مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية الحد الأدنى من الصيانة وهي أكثر موثوقية بكثير. كما طور الموردون، مثل Fuji Electric، منتجات مصممة خصيصًا لصناعات وتطبيقات محددة، بما في ذلك القدرة على قياس ليس فقط السوائل، ولكن أيضًا البخار.

وقد ساعد هذا التطوير المركّز للمنتج في إحداث ثورة في قياس التدفق وجعل أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية خيارًا شائعًا بشكل متزايد في العديد من الصناعات والشركات حول العالم.

المبادئ الأساسية لقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية على المشبك بالموجات فوق الصوتية

هناك فئتان رئيسيتان من مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية: مقاييس التدفق المدمجة ومقاييس التدفق غير المتطفلة المثبتة على المشبك.

ويكمن الفرق في الطريقة التي يتم بها إرسال إشارات الموجات الصوتية واستقبالها ومعالجتها لقياس الإنتاجية.

ونتيجة لذلك، غالبًا ما تكون أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية المدمجة هي الخيار المفضل لتطبيقات المعاملات. يتضمن نقل المعاملات، والمعروف أيضًا باسم القياس المالي، تطبيقات قياس التدفق حيث يتم نقل ملكية السائل الذي يتم قياسه من طرف إلى آخر (الفوترة).

على الرغم من أن هذه التطبيقات لا تمثل سوى نسبة صغيرة من جميع سيناريوهات قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية، إلا أنها تلعب دورًا حيويًا.

على عكس العدادات المضمنة، يتم تثبيت العدادات غير التداخلية المثبتة بمشبك على الجزء الخارجي من الأنبوب، دون التلامس المباشر مع سائل العملية.

خضعت مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية المثبتة على المشبك لتطورات تكنولوجية كبيرة، مما يجعلها الأسرع نموًا بين نوعي المقاييس. وعلاوة على ذلك، تقدم مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية عددًا من المزايا الفريدة التي تساهم في زيادة شعبيتها.

استكشاف الأنواع المختلفة من أجهزة قياس التدفق المثبتة بالموجات فوق الصوتية

على الرغم من أن جميع مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية تستخدم إشارات الموجات الصوتية، إلا أنها لا تعمل بنفس الطريقة.

زمن العبور مقابل مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية الدوبلرية

تعدد استخدامات مقاييس التدفق المحمولة

توفر مقاييس التدفق المحمولة تطبيقات فريدة لا يمكن لمقاييس التدفق الثابتة تركيبها، مثل الفحوصات الموضعية والتحقق من دقة مقاييس التدفق الأخرى والاستبدال المؤقت لمقاييس التدفق الثابتة.

يتضمن القياس الفوري أخذ قياسات مؤقتة للتدفق في حالة عدم وجود عداد ثابت، وغالبًا ما يكون ذلك جزءًا من دراسات استقصائية للتدفق على مستوى النظام. تساعد هذه الدراسات المستخدمين على فهم التدفقات في جميع أنحاء النظام، وتحديد التدفقات المرجعية وتحديد التسربات أو الانسدادات.

يمكن أيضًا استخدام العدادات المحمولة للتحقق من دقة مقياس تدفق آخر، خاصةً إذا كانت قراءاته غير عادية أو غير منتظمة. يمكن أن يساعد ذلك في تحديد ما إذا كانت المشكلة في العملية أو في المقياس نفسه.

في بعض الحالات، تتطلب محطات المعالجة في بعض الحالات معايرة دورية لأجهزتها، وهو ما قد ينطوي على إزالة مقياس التدفق لمعايرته في منشأة معتمدة. خلال هذه الفترة، يمكن استخدام مقياس تدفق محمول كبديل مؤقت حتى يتم إعادة تركيب المقياس الثابت.

يقدم مقياس التدفق المحمول من Fuji Electric خيارات مختلفة لإخراج الإشارات، مثل الإخراج التماثلي، مما يسمح بالتكامل السلس مع أنظمة التحكم.

باستخدام كل من مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية الثابتة والمحمولة غير التداخلية، يمكن للمشغلين زيادة رؤية العملية إلى أقصى حد مع تقليل تكاليف المعدات.

تتمثل إحدى الاستراتيجيات الشائعة في استخدام عدادات ثابتة للقياسات الحرجة وعدادات محمولة للقياسات المؤقتة، لتغطية جميع النقاط العمياء المحتملة. بالإضافة إلى ذلك، تقدم Fuji Electricبرامج تأجير أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية المحمولة للاحتياجات المؤقتة.

مقياس تدفق البخار غير الغازي: المستقبل هنا

باستخدام تقنيات الحد من الضوضاء واستخدام موجات لامب المعروفة أيضًا باسم الموجات فوق الصوتية ومعالجة الإشارات المتقدمة، أطلقت فوجي إلكتريك بنجاح في عام 2019 أول مقياس تدفق في العالم قادر على قياس البخار المشبع عند ضغط منخفض.

يستخدم مقياس تدفق البخار بالموجات فوق الصوتية FSJ من فوجي إلكتريك أجهزة استشعار درجة الحرارة أو الضغط لقياس الطاقة الحرارية في تطبيقات البخار المشبع. مع مجموعة واسعة من خيارات الاتصالات، تتيح أجهزة قياس التدفق من سلسلة FSJ سهولة الاندماج في أنظمة أتمتة المباني.

مزايا وعيوب قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية على المشبك بالموجات فوق الصوتية

وتتمثل المزايا الرئيسية لقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية على قياس التدفق بالمشابك فيما يلي:

• تركيب غير تدخلي لا يتطلب أي تعديل في الأنابيب.
• لا توجد أجزاء متحركة، مما يلغي الحاجة إلى الصيانة.
• لا توجد أجزاء ملامسة للمنتج، مما يجنبك مشاكل التوافق الكيميائي.
• لا يوجد انحراف في القياس، مما يلغي الحاجة إلى إعادة المعايرة.
• فقدان الضغط صفر.
• نسبة تخفيض عالية نسبياً.
• قادرة على قياس السوائل والغازات والبخار (نماذج زمن العبور).
• قياس التدفق ثنائي الاتجاه، مما يوفر بيانات المنبع والمصب.
• سهولة التركيب والتفكيك والنقل إلى مواقع مختلفة (الطرازات المحمولة).
• قابل للتطبيق على مختلف أحجام الأنابيب والمواد وسوائل المعالجة بمقياس واحد.
• قياس الطاقة (BTU) التي توفرها نماذج الطاقة الحرارية.

تتمثل العيوب الرئيسية لقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية باستخدام المشبك فيما يلي:

• تأثير سلبي على دقة القياس بسبب التحجيم والترسبات وتلوث الأنابيب.
• دقة أقل من مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية المدمجة وبعض تقنيات قياس التدفق الأخرى.
• يستحيل استخدام السوائل التي تحتوي على جسيمات صلبة أو هواء محصور (نماذج زمن العبور).
• قابلية التطبيق تقتصر على السوائل التي تحتوي على جسيمات صلبة أو هواء محصور (نماذج دوبلر).
• مشاكل محتملة مع الأنابيب ذات الطلاء الخارجي أو الطلاء الداخلي.
• يجب أن تكون الأنابيب مليئة بالسوائل لتعمل بشكل صحيح.
• يجب أن تكون الأطوال المستقيمة للأنابيب في أعلى وأسفل المجرى دون عائق للتشغيل الأمثل.

الاستفادة من مزايا أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية المثبتة على المشبك

وبالإضافة إلى ذلك، توفر مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية المحمولة المثبتة على المشبك تطبيقات فريدة لا يمكن لمقاييس التدفق المثبتة على أجهزة قياس التدفق الثابتة القيام بها، مثل الفحص في الموقع والتحقق من دقة مقياس تدفق آخر.

وبفضل تعدد الاستخدامات وتوفير التكاليف، من السهل معرفة سبب استخدام العديد من المتخصصين في الصناعة لمقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية الثابتة ومقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية المحمولة المثبتة على المشبك لتحسين عملياتهم.

من المرجح أن تكون نماذج مقاييس التدفق المحمولة هي نقطة الدخول للعديد من المستخدمين، نظرًا لعدم وجود خيارات قياس تدفق محمولة أخرى قابلة للتطبيق تجاريًا.

في نهاية المطاف، يعتمد اختيار أي أداة معالجة، بما في ذلك مقاييس التدفق، على المتطلبات المحددة للتطبيق وتحديد التقنية الأنسب لتلبية تلك الاحتياجات.