مقاييس تدفق كوريوليس

ما هو مقياس تدفق كوريوليس؟

فهم تأثير كوريوليس

آلية العمل

1. اهتزاز الأنبوب:

   تهز وحدة محرك كهرومغناطيسي أنبوب التدفق بتردده الطبيعي. يحدث هذا الاهتزاز عمودياً على اتجاه تدفق المائع.

2. تدفق السوائل عبر الأنبوب الاهتزازي:

   عندما يدخل السائل إلى الأنبوب الاهتزازي، يبدأ بالتفاعل مع اهتزاز الأنبوب.

3. كشف إزاحة الطور:

   تكتشف المستشعرات الموجودة عند مدخل الأنبوب ومخرجه الفرق الزمني (إزاحة الطور) بين الاهتزازات عند هاتين النقطتين.

4. حساب معدل التدفق الكتلي:

   يتناسب إزاحة الطور طرديًا مع معدل السريان الكتلي للسائل. كلما زاد التدفق الكتلي، زاد إزاحة الطور. وتحسب إلكترونيات مقياس التدفق معدل التدفق الكتلي بناءً على هذا الإزاحة الطورية.

5. قياس الكثافة ودرجة الحرارة:

   تقيس العديد من مقاييس تدفق كوريوليس أيضًا كثافة السائل من خلال تحليل التغيرات في تردد الاهتزاز، وكذلك درجة الحرارة باستخدام مستشعرات درجة الحرارة المدمجة. وهذا يسمح بإجراء حسابات إضافية، مثل معدل التدفق الحجمي وتحليل تركيب المائع.

تصاميم أنبوب مقياس التدفق كوريوليس

1. أنابيب على شكل حرف U

   • الوصف:تتميز بأنبوب واحد أو أكثر على شكل حرف U.
   • المزايا:
     • حساسية عالية بسبب الإزاحة الأكبر الناتجة عن شكل حرف U.
     • فعالة لقياس معدلات التدفق المنخفضة.
   • القيود:
     • تصميم أكثر ضخامة.
     • انخفاض ضغط أعلى مقارنةً بالأنابيب المستقيمة.

2. أنابيب على شكل حرف S (أوميغا)

   • الوصف: يشبه الحرف اليوناني أوميغا (Ω) أو شكل حرف S.
   • المزايا:
     • تصميم مدمج مقارنةً بالأنابيب على شكل حرف U.
     • يقلل الهيكل المتوازن من الضغط ويطيل عمر العداد.
   • القيود: أقل حساسية قليلاً من الأنابيب على شكل حرف U.

3. أنابيب مستقيمة

   • الوصف: تتكون من أنبوب واحد أو أنبوبين مستقيمين.
   • المزايا:
     • الحد الأدنى من انخفاض الضغط.
     • أسهل في التنظيف ومثالية للاستخدامات الصحية.
     • انخفاض خطر الانسداد بالسوائل اللزجة أو المحملة بالجسيمات.
   • القيود:
     • أقل حساسية عند معدلات التدفق المنخفضة.
     • قد يتطلب دعماً أكثر قوة لمنع الاهتزازات الخارجية.

4. أنابيب منحنية مزدوجة

   • الوصف: دمج أنبوبين منحنيين متوازيين.
   • المزايا:
     • تحسين الحساسية والدقة.
     • تقليل آثار الاهتزازات الخارجية.
   • القيود:يمكن أن يؤدي التصميم الأكثر تعقيداً إلى زيادة التكلفة.

دقة مقياس التدفق كوريوليس

• السوائل: ± 0.1% إلى ± 0.2% من القراءة.
• الغازات: ± 0.5% إلى ± 1.0% من القراءة.

العوامل المؤثرة في الدقة

1. خواص السوائل:

   يمكن أن تؤثر اللزوجة والكثافة ودرجة الحرارة على القياسات، لكن مقاييس كوريوليس تعوض هذه الاختلافات بفعالية.

2. ظروف التدفق:

   يمكن أن تؤدي التدفقات الدوامة أو ملامح السرعة غير المتماثلة إلى حدوث أخطاء. يساعد التركيب السليم على تخفيف هذه المشكلات.

3. الاهتزازات الخارجية:

   يمكن أن تتداخل الاهتزازات الصادرة من المعدات القريبة مع تشغيل جهاز القياس. قد تكون تدابير العزل أو التخميد ضرورية.

4. التدفق على مرحلتين:

   يمكن أن يؤثر وجود فقاعات غازية في السوائل أو قطرات سائلة في الغازات على الدقة.

تعزيز الدقة

• المعايرة: تضمن المعايرة المنتظمة أن يحافظ المقياس على دقته بمرور الوقت.
• التركيب: يقلل اتباع إرشادات الشركة المصنعة للتركيب من الأخطاء المحتملة.
• الصيانة: تمنع عمليات الفحص والصيانة الروتينية تدهور الأداء.

قابلية نطاق مقياس تدفق كوريوليس

• نسب التراجع: ما يصل إلى 100:1 للسوائل، مما يعني أن الحد الأقصى لمعدل التدفق يساوي 100 ضعف الحد الأدنى لمعدل التدفق الذي يمكن للمقياس قياسه بدقة.

فوائد المدى العالي

• تعدد الاستخدامات: يمكن لمقياس واحد أن يغطي نطاقًا واسعًا من معدلات التدفق، مما يقلل من الحاجة إلى عدادات متعددة.
• فعالة من حيث التكلفة: انخفاض تكاليف التركيب والصيانة بسبب انخفاض عدد العدادات المطلوبة.
• مرونة العملية: مثالية للعمليات ذات معدلات التدفق المتغيرة.

تحجيم وانخفاض ضغط مقياس التدفق كوريوليس

اعتبارات التحجيم

1. معدل التدفق: يجب أن يكون حجم العداد مناسبًا للتعامل مع الحد الأقصى لمعدل التدفق المتوقع دون تجاوز سعته.
2. خصائص السوائل: تؤثر اللزوجة والكثافة على تشغيل جهاز القياس ويجب أخذها في الاعتبار أثناء تحديد الحجم.
3. شروط العملية: يمكن أن تؤثر ظروف درجة الحرارة والضغط على اختيار المواد وتصميم العداد.

انخفاض الضغط

• التعريف: انخفاض الضغط أثناء مرور السائل عبر مقياس التدفق.
• العوامل المؤثرة في انخفاض الضغط:
  • تصميم الأنبوب: تؤدي الأنابيب المنحنية عمومًا إلى انخفاض ضغط أعلى من الأنابيب المستقيمة.
  • معدل التدفق: تزيد معدلات التدفق الأعلى من انخفاض الضغط.
  • لزوجة السوائل: تؤدي السوائل الأكثر لزوجة إلى انخفاض أعلى في الضغط.
• التخفيف من الآثار:
  • المقاس المناسب: يمكن أن تقلل زيادة حجم المقياس من انخفاض الضغط ولكنها قد تؤثر على الدقة عند معدلات التدفق المنخفضة.
  • اختيار الأنبوب: يمكن أن يؤدي اختيار تصميم الأنبوب المستقيم إلى تقليل انخفاض الضغط.