كيفية اختيار عداد تدفق الغاز: دليل شامل

تُستخدم عدادات تدفق الغاز على نطاق واسع في الصناعة ومختبرات البحث وفي مجال حماية البيئة لرصد تدفق الغاز والتحكم فيه. واختيار العداد المناسب لا يحسّن فقط من دقة القياس، بل يحسّن أيضًا أداء النظام ويقلل التكاليف. سيشرح هذا المقال العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار عداد تدفق الغاز لمساعدتك في اتخاذ القرار الصحيح.
1. تحديد متطلبات القياس
قبل اختيار عداد تدفق الغاز، يجب عليك أولاً تحديد متطلبات التطبيق المحددة، بما في ذلك:
وسط القياس: هل هو هواء، غاز طبيعي، نيتروجين، أكسجين، أو غازات مسببة للتآكل (مثل الكلور والنشادر)؟ تختلف الغازات المختلفة في متطلباتها من حيث المواد والتصميم لعداد التدفق.
نطاق التدفق: ما هي معدلات التدفق الدنيا والعظمى؟ يجب أن يغطي نطاق عداد التدفق النطاق الفعلي للاستخدام.
البيئة التشغيلية: ما هي الظروف البيئية مثل درجة الحرارة والضغط والرطوبة وما إلى ذلك؟ قد تتطلب البيئات القاسية حماية خاصة.
دقة القياس: هل يتطلب الأمر قياسًا دقيقًا جدًا؟ تختلف المتطلبات الخاصة بالدقة باختلاف التطبيقات. على سبيل المثال، عادةً ما تتطلب المختبرات دقة ضمن ±1%، بينما قد تسمح أنظمة التحكم في العمليات الصناعية بدقة ±5%.
2. اختر نوع العداد المناسب
هناك العديد من أنواع عدادات تدفق الغاز، وكل نوع منها مناسب لمواقف مختلفة:
(1) مقياس تدفق فرق الضغط (مثل مقياس تدفق الفتحة، أنبوب فنتوري)
المبدأ: يتم حساب معدل التدفق عن طريق قياس فرق الضغط قبل وبعد مرور الغاز عبر جهاز التضييق.
المزايا: هيكل بسيط، تكلفة منخفضة، مناسب للبيئات ذات الضغط والحرارة العاليين.
العيوب: خسارة كبيرة في الضغط، دقة القياس تتأثر بشروط التركيب.
(2) مقياس تدفق الكتلة الحرارية
المبدأ: يعتمد على مبدأ الانتشار الحراري، ويتم قياس الحرارة التي يحملها الغاز لحساب معدل التدفق الكتلي.
المزايا: قياس مباشر لمعدل التدفق الكتلي، غير متأثر بالحرارة والضغط، مناسب لقياس التدفق الصغير.
العيوب: غير مناسب للتدفق العالي أو الغاز المحتوي على شوائب.
(3) مقياس تدفق التوربين
المبدأ: يقوم الغاز بتشغيل التوربين ليدور، وسرعته تتناسب طرديًا مع معدل التدفق.
المميزات: دقة عالية، استجابة سريعة، مناسب للغازات النظيفة.
العيوب: يسهل اهتراء الم Bearings، غير مناسب للغازات المحتوية على جزيئات أو الغازات المسببة للتآكل.
(4) عداد التدفق فوق الصوتي
المبدأ: يتم حساب معدل التدفق باستخدام الفرق في زمن انتشار الموجات فوق الصوتية في الغاز.
المميزات: لا يوجد فقدان في الضغط، مناسب لقياس التدفق ذي القطر الكبير والمعدلات العالية.
العيوب: تكلفة عالية، متطلبات متعلقة بموقع التركيب.
(5) عداد الدوامة
المبدأ: يتم حساب معدل التدفق عن طريق كشف تردد الدوامات الناتجة عندما يتدفق الغاز عبر جسم غير حاد.
المميزات: هيكل متين، مناسب لقياس التدفق المتوسط والعالي.
العيوب: حساس للاهتزاز، تقل الدقة عند المعدلات المنخفضة.
٣. مراعاة ظروف التركيب
إن طريقة تركيب عداد التدفق تؤثر بشكل مباشر على دقة القياس وطول العمر. يرجى ملاحظة ما يلي:
حجم الأنبوب: يجب أن يتطابق قطر عداد التدفق مع قطر الأنبوب لتجنب التأثير على حالة التدفق بسبب انخفاض أو زيادة القطر.
متطلبات القسم المستقيم من الأنبوب: تتطلب بعض عدادات التدفق (مثل النوع الدوامي ونوع الضغط التفاضلي) أقساماً مستقيمة كافية من الأنبوب في المقدمة والخلف لضمان استقرار مجال التدفق.
اتجاه التركيب: لبعض عدادات التدفق (مثل النوع الحراري) متطلبات محددة لاتجاه التركيب ويجب تركيبها أفقيًا أو عموديًا.
٤. المواد ومستوى الحماية
مادة الجزء الملامس للغاز: تتطلب الغازات المسببة للتآكل استخدام مواد مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، أو سبيكة هاستيلوي، أو بطانة من البوليمر الفلوروكربوني (PTFE).
مستوى الحماية (IP): يجب اختيار مستوى حماية IP65 أو أعلى لمحيطات العمل الخارجية أو الرطبة.
متطلبات مقاومة الانفجار: يجب اختيار عدادات تدفق معتمدة لمقاومة الانفجار للعمل في البيئات القابلة للاشتعال والانفجار (مثل الصناعات البترولية والكيميائية).
5. إشارة الإخراج وبروتوكول الاتصال
اختر طريقة الإخراج المناسبة وفقًا لمتطلبات النظام التحكمي:
إشارة تناظرية: 4-20 مللي أمبير، 0-10 فولت، إلخ، مناسبة للأنظمة التقليدية PLC.
إشارة رقمية: RS485، HART، إلخ، ملائمة للمراقبة عن بُعد وجمع البيانات.
6. الصيانة والمعايرة
تكاليف الصيانة: تحتاج عدادات التوربين والعدادات الميكانيكية إلى تزييت دوري أو استبدال المحامل، بينما تعد عدادات التدفق بالموجات فوق الصوتية وعدادات التدفق الحراري شبه خالية من الصيانة تقريبًا.
دورة المعايرة: تتطلب التطبيقات عالية الدقة معايرة دورية، ويجب اختيار النماذج التي تدعم المعايرة في الموقع أو التي يسهل فكها وتفتيشها.
7. الميزانية والكفاءة الاقتصادية
في ظل الالتزام بالمتطلبات الفنية، يجب الموازنة بين التكلفة الأولية والتكلفة طويلة الأمد:
يمكن اختيار مقاييس التدفق ذات الضغط التفاضلي أو مقاييس التدفق الدوامي للميزانيات المحدودة.
للمتطلبات عالية الدقة، يمكن النظر في مقاييس التدفق الحرارية أو فوق الصوتية. على الرغم من أن الاستثمار الأولي مرتفع، إلا أن تكلفة الصيانة على المدى الطويل أقل.
ملخص
عند اختيار عداد قياس الغاز، يجب أخذ عوامل مثل الوسيط المقاس، مدى التدفق، الدقة، شروط التركيب، المادة، طريقة الإخراج والميزانية بعين الاعتبار. لكل نوع من عدادات القياس مزايا وعيوب خاصة به، ويجب اتخاذ الاختيار المناسب وفقاً للسيناريو التطبيق العملي. من خلال الاختيار العلمي، يمكن ضمان التشغيل المستقر لعداد القياس على المدى الطويل، وتحسين الكفاءة الإنتاجية وتقليل تكاليف التشغيل.

جوجيا مكرسة لحلول أتمتة العمليات www.jujea-tech.com