בחר את מד הזרימה לפי הצורך

קצב זרימה הוא פרמטר בקרת תהליכים נפוץ בתהליכי ייצור תעשייתיים. נכון לעכשיו, ישנם בשוק יותר מ-100 מדי זרימה שונים. כיצד על המשתמשים לבחור מוצרים בעלי ביצועים ומחיר גבוהים יותר? היום, ניקח את כולם להבין את מאפייני הביצועים של מדי זרימה.

השוואה בין מדי זרימה שונים

סוג לחץ דיפרנציאלי

טכנולוגיית מדידת לחץ דיפרנציאלי היא כיום שיטת מדידת הזרימה הנפוצה ביותר, שיכולה למדוד כמעט לחלוטין את זרימת הנוזלים החד-פאזיים ונוזלים בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה בתנאי עבודה שונים. בשנות ה-70, טכנולוגיה זו היוותה 80% מנתח השוק. מד זרימת לחץ דיפרנציאלי מורכב בדרך כלל משני חלקים, התקן מצערת ומשדר. התקני מצערת, לוחות פתח משותפים, נחיריים, צינורות פיטו, צינורות מהירות אחידה וכו'. תפקידו של התקן המצערת הוא לכווץ את הזורם ולהבדיל בין הזרם שלו לזרם שלו. מבין התקני המצערת השונים, לוח הפתח הוא הנפוץ ביותר בשל מבנהו הפשוט וקלות ההתקנה שלו. עם זאת, יש לו דרישות מחמירות לגבי מידות העיבוד. כל עוד הוא מעובד ומותקן בהתאם למפרטים ולדרישות, ניתן לבצע את מדידת הזרימה בטווח אי הוודאות לאחר הבדיקה, ואינו נדרש אימות נוזלים בפועל.

לכל התקני המצערת יש אובדן לחץ בלתי ניתן לתיקון. אובדן הלחץ הגדול ביותר הוא הפתח בעל הקצה החד, המהווה 25%-40% מההפרש המקסימלי של המכשיר. אובדן הלחץ של צינור הפיטוט קטן מאוד וניתן להתעלם ממנו, אך הוא רגיש מאוד לשינויים בפרופיל הנוזל.

סוג אזור משתנה

נציג טיפוסי של מד זרימה מסוג זה הוא רוטמטר. יתרונו הבולט הוא שהוא ישיר ואינו דורש ספק כוח חיצוני בעת מדידה באתר.

רוטמטרים מחולקים לרוטמטרים מזכוכית ולרוטמטרים מצינורות מתכת בהתאם לייצורם ולחומרים שלהם. למד הזרימה של רוטור הזכוכית מבנה פשוט, מיקום הרוטור נראה בבירור וקל לקריאה. הוא משמש בעיקר עבור טמפרטורה רגילה, לחץ רגיל, מדיה שקופה וקורוזיבית, כגון אוויר, גז, ארגון וכו'. רוטמטרים מצינורות מתכת מצוידים בדרך כלל במחווני חיבור מגנטיים, המשמשים במצבי טמפרטורה ולחץ גבוהים, ויכולים לשדר אותות סטנדרטיים לשימוש עם מקליטי מכשיר וכו', למדידת זרימה מצטברת.

כיום, קיים בשוק מד זרימה אנכי בעל שטח משתנה עם ראש קוני קפיצי טעון. אין לו מד עיבוי ותא חיץ. טווח המדידה שלו הוא 100:1 ופלט ליניארי, המתאים ביותר למדידת קיטור.

נִדנוּד

מד זרימה מסוג וורטקס הוא מייצג טיפוסי של מדי זרימה מתנדנדים. מטרתו היא להציב עצם לא זורם בכיוון הקדמי של הנוזל, והנוזל יוצר שתי שורות מערבולת אסימטריות סדירות מאחורי העצם. תדירות סדרת המערבולת פרופורציונלית למהירות הזרימה.

המאפיינים של שיטת מדידה זו הם היעדר חלקים נעים בצנרת, חזרתיות של הקריאות, אמינות טובה, חיי שירות ארוכים, טווח מדידה ליניארי רחב, כמעט בלתי מושפע משינויים בטמפרטורה, לחץ, צפיפות, צמיגות וכו', ואובדן לחץ נמוך. דיוק גבוה (כ-0.5%-1%). טמפרטורת העבודה שלה יכולה להגיע ליותר מ-300 מעלות צלזיוס, ולחץ העבודה שלה יכול להגיע ליותר מ-30 מגה פסקל. עם זאת, פיזור מהירות הנוזל והזרימה הפועמת ישפיעו על דיוק המדידה.

מדיות שונות יכולות להשתמש בטכנולוגיות חישת מערבולת שונות. עבור קיטור, ניתן להשתמש בדיסק רוטט או בגביש פיזואלקטרי. עבור אוויר, ניתן להשתמש בתרמית או באולטרסאונד. עבור מים, כמעט כל טכנולוגיות החישה ישימות. כמו פלטות פתח, מערבולת. מקדם הזרימה של מד הזרימה ברחוב נקבע גם הוא על ידי קבוצת מידות.

אלקטרומגנטי

מד זרימה מסוג זה משתמש בעוצמת המתח המושרה שנוצר כאשר הזרימה המוליך זורמת דרך השדה המגנטי כדי לזהות את הזרימה. לכן הוא מתאים רק למדיה מוליכה. תיאורטית, שיטה זו אינה מושפעת מהטמפרטורה, הלחץ, הצפיפות והצמיגות של הנוזל, יחס הטווח יכול להגיע ל-100:1, הדיוק הוא כ-0.5%, קוטר הצינור המתאים הוא בין 2 מ"מ ל-3 מטר, והוא נמצא בשימוש נרחב במדידת זרימה של מים ובוץ, עיסת מזון או מדיה קורוזיבית.

עקב הסיגנל החלש, ה-מד זרימה אלקטרומגנטיבדרך כלל מדובר ב-2.5-8mV בלבד בקנה מידה מלא, וקצב הזרימה קטן מאוד, רק כמה מילי-וולטים, דבר הרגיש להפרעות חיצוניות. לכן, נדרש להארקה של בית המשדר, החוט המוגן, צינור המדידה והצינורות בשני קצוות המשדר ולקבוע נקודת הארקה נפרדת. לעולם אין לחבר מנועים, מכשירי חשמל וכו' להארקה ציבורית.

סוג אולטרסאונד

הסוגים הנפוצים ביותר של מדי זרימה הם מדי זרימה דופלר ומדי זרימה בהפרש זמן. מד הזרימה דופלר מזהה את קצב הזרימה על סמך השינוי בתדירות גלי הקול המוחזרים על ידי המטרה הנעה בנוזל הנמדד. שיטה זו מתאימה למדידת נוזלים במהירות גבוהה. היא אינה מתאימה למדידת נוזלים במהירות נמוכה, והדיוק נמוך, והחלקות של הדופן הפנימית של הצינור נדרשת להיות גבוהה, אך המעגל שלו פשוט.

מד זרימה של הפרש זמן מודד את קצב הזרימה בהתאם להפרש הזמן בין התפשטות גלי האולטרסאונד קדימה ואחורה בנוזל ההזרקה. מכיוון שגודל הפרש הזמן קטן, על מנת להבטיח את דיוק המדידה, הדרישות למעגל האלקטרוני גבוהות, ועלות המונה עולה בהתאם. מד זרימה של הפרש זמן מתאים בדרך כלל לנוזל זרימה למינרי טהור עם שדה מהירות זרימה אחיד. עבור נוזלים טורבולנטיים, ניתן להשתמש במדי זרימה של הפרש זמן רב-אלומתיים.

מלבן המומנטום

מד זרימה מסוג זה מבוסס על עקרון שימור מומנט התנע. הנוזל פוגע בחלק המסתובב כדי לגרום לו להסתובב, ומהירות החלק המסתובב פרופורציונלית לקצב הזרימה. לאחר מכן, משתמשים בשיטות כמו מגנטיות, אופטיקה וספירה מכנית כדי להמיר את המהירות לאות חשמלי לחישוב קצב הזרימה.

מד זרימה בטורבינה הוא המכשיר הנפוץ והמדויק ביותר מסוג זה. הוא מתאים לגז ולנוזלים, אך מבנהו שונה במקצת. עבור גז, זווית האימפלר שלו קטנה ומספר הלהבים גדול. , דיוק מד הזרימה בטורבינה יכול להגיע ל-0.2%-0.5%, והוא יכול להגיע ל-0.1% בטווח צר, ויחס הסיבוב הוא 10:1. אובדן הלחץ קטן ועמידות הלחץ גבוהה, אך יש לו דרישות מסוימות לניקיון הנוזל, והוא מושפע בקלות מצפיפות וצמיגות הנוזל. ככל שקוטר החור קטן יותר, כך גדלה ההשפעה. כמו צלחת הפתח, יש לוודא שיש מספיק לפני ואחרי נקודת ההתקנה. קטע צינור ישר כדי למנוע סיבוב נוזל ולשנות את זווית הפעולה על הלהב.

תזוזה חיובית

עקרון הפעולה של מכשיר מסוג זה נמדד לפי התנועה המדויקת של כמות קבועה של נוזל בכל סיבוב של הגוף המסתובב. תכנון המכשיר שונה, כגון מד זרימה של גלגל שיניים סגלגל, מד זרימה של בוכנה סיבובית, מד זרימה של מגרד וכן הלאה. טווח מד הזרימה של גלגל שיניים סגלגל גדול יחסית, שיכול להגיע ל-20:1, והדיוק גבוה, אך גלגל השיניים הנע קל להיתקע על ידי זיהומים בנוזל. קצב הזרימה של יחידת מד הזרימה של בוכנה סיבובית גדול, אך מסיבות מבניות, נפח הדליפה גבוה יחסית. דיוק גדול ירוד. מד הזרימה בעל עקירה חיובית אינו תלוי בצמיגות הנוזל, ומתאים למדיה כגון גריז ומים, אך אינו מתאים למדיה כגון קיטור ואוויר.

לכל אחד ממדדי הזרימה שהוזכרו לעיל יש יתרונות וחסרונות משלו, אך גם אם מדובר באותו סוג מד, למוצרים המסופקים על ידי יצרנים שונים יש ביצועים מבניים שונים.