مقدمة عن قياس التدفق

تُعدّ القدرة على قياس معدل التدفق من أهمّ قياسات العمليات. وتوجد أنواع مختلفة من محوّلات قياس التدفق : قياس الضغط التفاضلي، والقياس القائم على السرعة، وقياس الإزاحة الموجبة، وقياس التدفق الكتلي.

يمكن تصنيف أجهزة قياس فرق الضغط إلى أجهزة مقيدة وغير مقيدة. عندما يتدفق السائل عبر عنصر تدفق مقيد، يتولد فرق ضغط عبر هذا العنصر. يرتبط هذا الضغط ارتباطًا مباشرًا بمعدل التدفق الحجمي. وبما أننا نقيس فرق الضغط، فيمكن استخدام معظم محولات الضغط المذكورة أعلاه للكشف عن هذا الضغط.

في كلتا الحالتين، يعتمد الضغط المنقول على سرعة المائع. وبطبيعة الحال، إذا عُرفت سرعة المائع، يُمكن تطبيق معادلة الاستمرارية لتحديد معدل التدفق الحجمي. تكمن مشكلة أنبوب بيتوت-ستاتيك في أنه يقيس السرعة عند نقطة واحدة فقط، عادةً ما تكون الخط المركزي. ومع ذلك، بما أن سرعة التدفق متغيرة على طول المقطع العرضي، حيث تبلغ ذروتها عند الخط المركزي، فإن الإشارة الناتجة تُشير فقط إلى سرعة الخط المركزي، وليس متوسط ​​السرعة. نظريًا، يُمكننا إيجاد علاقة بين هذه السرعة القصوى وسرعة الخط المركزي، ولكن يصعب تطبيق ذلك عمليًا. يعمل جهاز أنوبار، الذي يعمل على نفس مبدأ أنبوب بيتوت-ستاتيك، على قياس متوسط ​​ضغط السرعة عبر المقطع العرضي للقناة أو الأنبوب.

مقياس تدفق دوامات الانفصال

عندما يتدفق سائل فوق جسم ما، ينفصل التدفق عن الجسم عند نقاط معينة. إذا كان الجسم ذا شكل مناسب، فإن طريقة... دقة مقياس تدفق الدوامة الانفصال أمر يمكن التنبؤ به. عندما ينفصل التدفق، تتشكل دوامة. تمارس هذه الدوامة ضغطًا مختلفًا عن الضغط الساكن المحلي ويتناسب مع سرعة تدفق السائل.

مقياس تدفق من نوع التوربين

يعتمد على السرعة مقياس تدفق توربينات الغاز المصمم حسب الطلب يتم الكشف باستخدام مستشعر توربيني أو مستشعر عجلة مجدافية، أو مستشعر دوامات، أو مستشعر مغناطيسي، أو مستشعر فوق صوتي. يضع المستشعر التوربيني/مستشعر العجلة المجدافية عنصرًا دوارًا في مجرى التدفق. ومع دوران هذا العنصر، يدور بفعل لاقط مغناطيسي ينتج عنه نبضة جهد منخفضة جدًا. يقوم جهاز إرسال بتحويل هذه النبضة إلى إشارة عملية قياسية.

مقياس التدفق المغناطيسي

يعمل مقياس التدفق المغناطيسي وفقًا لقوانين الكهرباء والمغناطيسية الأساسية. في هذا النوع من المقاييس، يعمل السائل كموصل. أما المقياس نفسه فهو مصنوع من مادة غير موصلة. يحيط بالمقياس سلسلة من الملفات الكهربائية وأجهزة الاستشعار. تُستخدم الملفات الكهربائية لتوليد مجال مغناطيسي. وعندما يتحرك السائل عبر هذا المجال، يتولد جهد كهربائي فيه. تقيس أجهزة الاستشعار مقدار هذا الجهد، الذي يتناسب طرديًا مع سرعة تدفق السائل.