كيفية اختيار مقياس تدفق الغاز؟ فهم التدفق القياسي، وتعويض درجة الحرارة والضغط، والتحكم في تدفق الكتلة

تُستخدم عدادات تدفق الغاز على نطاق واسع في المعدات المختبرية، وخلط الغازات، وعمليات تصنيع أشباه الموصلات، وأنظمة الاحتراق، ومعدات اللحام، ومولدات الغاز، وخزائن أسطوانات الغاز، وإمدادات الغاز الصناعية، وإدارة الطاقة. ورغم أنه قد يبدو أن الأمر يقتصر على تحديد "كم لترًا في الدقيقة"، إلا أن عملية الاختيار الفعلية أكثر تعقيدًا من عدادات تدفق السوائل، لأن حجم الغاز يتغير بتغير درجة الحرارة والضغط.

حتى لو كانت كلتا القياسين تحملان علامة 10 لتر/دقيقة، فقد يختلف عدد جزيئات الغاز التي يمثلها القياسان تبعًا لما إذا كان أحدهما قد أُجري عند الضغط الجوي أو في خط أنابيب مضغوط. إذا لم يتم تحديد معدل التدفق المرجعي، وضغط التشغيل، ودرجة الحرارة، ونوع الغاز أثناء الاستعلام، فحتى لو بدت النطاقات متطابقة، فقد تحدث مشاكل أثناء الاستخدام الفعلي، مثل اختلافات في القراءة، أو فقدان مفرط للضغط، أو عدم القدرة على التحكم في معدل التدفق إلى القيمة المحددة.

لذلك، عند اختيار مقياس تدفق الغاز، لا ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار نطاق التدفق فحسب، بل يجب عليه أيضًا توضيح تركيبة الغاز، ومعدل التدفق القياسي ومعدل التدفق الفعلي، وظروف درجة الحرارة والضغط، ومتطلبات القياس أو التحكم، بالإضافة إلى إشارات الجهاز وطرق توصيله.

ما هو مقياس تدفق الغاز؟ وما هي البيانات التي يقيسها بشكل أساسي؟

ما الذي يمكن أن يقيسه مقياس تدفق الغاز؟

تُستخدم عدادات تدفق الغاز بشكل أساسي لقياس معدل أو حجم تدفق الغاز في خطوط الأنابيب. وبحسب مبدأ القياس ووظيفة المنتج، فقد توفر البيانات التالية:

• التدفق اللحظي
• حركة المرور التراكمية
• معدل التدفق الحجمي الفعلي
• معدل التدفق الحجمي القياسي
• التدفق الكتلي
• درجة حرارة الغاز
• ضغط خط الأنابيب
• اتجاه التدفق
• حالة الإنذار أو الجهاز

ومن بينها، يعتبر "معدل التدفق الحجمي" و "معدل التدفق الكتلي" المفهومين الأكثر عرضة للخلط عند اختيار منتج ما.

يشير معدل التدفق الحجمي إلى حجم الغاز المار عبر خط الأنابيب في وحدة الزمن. ومن وحداته الشائعة: لتر/دقيقة، متر مكعب/ساعة، وقدم مكعب/دقيقة. أما معدل التدفق الكتلي، فيمثل الكتلة الفعلية للغاز المار في وحدة الزمن، أو معدل التدفق الحجمي القياسي بعد تحويله. ومن وحداته الشائعة: كيلوغرام/ساعة، سم مكعب/دقيقة، لتر قياسي/دقيقة، ومتر مكعب/ساعة.

إذا كان التطبيق يحتاج فقط إلى تأكيد ما إذا كان الغاز يتدفق في الموقع ونطاق معدل التدفق التقريبي، فيمكن تقييم مقياس تدفق المساحة أو مقياس تدفق الدوار؛ إذا كان من الضروري إرسال البيانات إلى وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC)، أو تسجيل استخدام الغاز، أو الحفاظ على نتائج قياس متسقة نسبيًا في ظل تغيرات درجة الحرارة والضغط، فإن مقياس تدفق كتلة الغاز الإلكتروني هو الخيار الأول عادةً.

ما هي بعض الغازات الشائعة التي يتم قياسها؟

تشمل الوسائط التي يتم قياسها عادةً بواسطة عدادات تدفق الغاز ما يلي:

• هواء
• النيتروجين N₂
• الأكسجين O₂
• الأرجون
• ثاني أكسيد الكربون (CO₂)
• الهيليوم (He)
• الهيدروجين H₂
• الغاز الطبيعي
• غاز الوقود
• الغازات الخاصة بالعمليات
• غازات متعددة المكونات ممزوجة بنسب محددة

تختلف الغازات في كثافتها، وحرارتها النوعية، وموصلية حرارتها، ولزوجتها، وخواصها الكيميائية. حتى لو كان لمقياس تدفق كتلة الغاز الحراري نفسه نفس النطاق، فلا يمكن استخدامه مباشرةً لقياس النيتروجين أو الأرجون أو ثاني أكسيد الكربون بعد معايرته بالهواء دون تأكيد.

إذا كان الغاز قابلاً للتآكل أو الاشتعال أو عالي النقاء أو خليطًا خاصًا، فستكون هناك حاجة إلى مزيد من التأكيد فيما يتعلق بمادة التلامس، والأختام، ومعدل التسرب، ومتطلبات مقاومة الانفجار، وطرق المعايرة.

لماذا يكون معدل تدفق الغاز أكثر عرضة للتأثيرات البيئية من معدل تدفق السائل؟

تكون السوائل عموماً أقل قابلية للانضغاط، بينما تكون الغازات قابلة للانضغاط بدرجة كبيرة. فعند زيادة الضغط، يمكن ضغط نفس كمية الغاز في حجم أصغر؛ وعند زيادة درجة الحرارة، قد يتمدد حجم الغاز.

لذلك، قد تتأثر قراءات معدل تدفق الغاز بالظروف التالية:

• درجة حرارة التشغيل
• الضغط المطلق
• الضغط الجوي
• تركيب الغاز
• محتوى رطوبة الغاز
• قطر الأنبوب وسرعة التدفق
• فرق الضغط في اتجاهي المنبع والمصب
• هل ينبض الغاز؟
• غاز معايرة المستشعر
• يعتمد الجهاز الحالة القياسية

لهذا السبب، فإنّ الاكتفاء بذكر "أحتاج إلى قياس 100 لتر/دقيقة" عند الاستفسار عن معدلات تدفق الغاز لا يكفي عادةً. من الضروري أيضاً تحديد ما إذا كان هذا المعدل (100 لتر/دقيقة) هو معدل التدفق الحجمي في ظل ظروف التشغيل الفعلية، أم أنه معدل التدفق المحوّل إلى حالة قياسية محددة.

ما الفرق بين حركة المرور العادية وحركة المرور الفعلية؟

ما هو معدل التدفق القياسي؟

معدل التدفق القياسي هو معدل تدفق الغاز عند درجة حرارة وضغط العمل في الموقع، ويتم تحويله إلى درجة الحرارة والضغط القياسيين المتفق عليهما.

الغرض من هذا التمثيل هو إزالة تغيرات حجم الغاز الناتجة عن اختلاف درجات الحرارة والضغوط، بحيث يمكن مقارنة استهلاك الغاز للمعدات والمواقع وظروف العمل المختلفة على نفس الأساس.

تشمل أساليب التمثيل الشائعة ما يلي:

• SCCM: سنتيمتر مكعب قياسي في الدقيقة
• SLPM أو SLM: لترات قياسية في الدقيقة
• Sm³/h: متر مكعب قياسي في الساعة
• لتر/دقيقة: لترات طبيعية في الدقيقة
• Nm³/h: متر مكعب عادي في الساعة

من المهم ملاحظة أن مصطلحي "قياسي" أو "عادي" لا يتوافقان دائمًا مع مجموعة واحدة من درجات الحرارة والضغط الثابتة. فقد تستخدم دول أو صناعات أو علامات تجارية أو مختبرات معايرة مختلفة معايير مختلفة مثل 0 درجة مئوية، أو 15 درجة مئوية، أو 20 درجة مئوية، أو 25 درجة مئوية، وضغط جوي واحد أو بار واحد.

لذلك، عندما ترى SLPM أو Nm³/h، يجب ألا تنظر فقط إلى اختصار الوحدة، ولكن يجب عليك أيضًا التأكد من درجة الحرارة المرجعية والضغط المطلق المحدد للمنتج.

ما هو حجم حركة المرور الفعلية؟

يشير معدل التدفق الفعلي إلى معدل التدفق الحجمي الفعلي للغاز ضمن درجة حرارة التشغيل الحالية وضغط خط الأنابيب، وعادة ما يتم التعبير عنه بوحدة لتر/دقيقة، أو متر مكعب/ساعة، أو قدم مكعب في الدقيقة.

على سبيل المثال، عند ضغط نفس كمية الغاز، سينخفض حجمها الفعلي، لكن كتلة وعدد جزيئات الغاز لن يختفيا. إذا تمت مقارنة معدل الاستهلاك الفعلي بالمتر المكعب في الساعة فقط دون التحقق من الضغط ودرجة الحرارة في الوقت نفسه، فقد يُساء تقدير استهلاك الغاز الفعلي.

يُعد حجم حركة المرور الفعلي مناسبًا لتحديد ما يلي:

• سرعة تدفق السوائل في الأنابيب
• هل قطر الأنبوب كافٍ؟
• خسارة الضغط
• سعة الصمامات والمعدات
• سعة التهوية أو العادم في الموقع

معدل التدفق القياسي أنسب لما يلي:

• مقارنة استهلاك الغاز
• نسب العملية
• إحصاءات الطاقة
• إدارة البيانات في ظل ظروف مختلفة من درجة الحرارة والضغط
• إعداد مقياس التدفق الكتلي وجهاز التحكم

لماذا لا يمثل نفس معدل التدفق بالمتر المكعب في الساعة بالضرورة نفس كمية الغاز؟

بافتراض أن كلا خطي الأنابيب يُظهران معدل تدفق قدره 10 م³/ساعة:

• الضغط في خط الأنابيب "أ" قريب من الضغط الجوي.
• الضغط في خط الأنابيب "ب" أعلى بكثير من الضغط الجوي.

تكون كثافة الغاز في خط الأنابيب "ب" أعلى عادةً، لذا قد يحتوي الحجم الفعلي نفسه على عدد أكبر من جزيئات الغاز. وبدون تحويل درجة الحرارة والضغط، فإن قيمتين تبلغ 10 م³/ساعة لا تمثلان بالضرورة نفس معدل تدفق الكتلة أو استهلاك الغاز.

عند تحويل الضغط، من المهم ملاحظة أنه يجب استخدام "الضغط المطلق"، ولا ينبغي استخدام ضغط المقياس الظاهر على مقياس الضغط مباشرةً. الضغط المطلق يساوي تقريبًا ضغط المقياس مضافًا إليه الضغط الجوي المحلي. إذا تم استخدام هذين المصطلحين بشكل متبادل، فقد ينتج عن التحويل أخطاء كبيرة.

عند طلب عرض سعر، هل يجب علينا تقديم معدل التدفق القياسي أم معدل التدفق الفعلي؟

إنّ النهج الأكثر أمانًا ليس اختيار عنصر واحد فقط، بل تسجيل البيانات الأساسية كاملةً. على سبيل المثال:

• معدل التدفق الطبيعي: 100 لتر/دقيقة
• الظروف المرجعية: 0 درجة مئوية، 1.01325 بار مطلق
• درجة حرارة التشغيل: 25 درجة مئوية
• ضغط العمل: 3 بار
• الحد الأدنى لمعدل التدفق: 20 لترًا/دقيقة
• أقصى معدل تدفق: 150 لتر/دقيقة

إذا كانت بيانات تدفق حركة المرور الفعلية فقط هي المتوفرة في الموقع، فيجب تقديم ما يلي:

• حركة المرور الفعلية
• درجة حرارة التشغيل
• ضغط التشغيل أو الضغط المطلق
• الضغط الجوي المحلي أو ارتفاع المعدات
• اسم الغاز ونسبة الخلط

لا يمكن إلا للموردين المساعدة في تحويل وتأكيد النطاق المناسب.

كيف أفسر قيم SLPM و NL/min و Nm³/h؟

وحدات معدل تدفق الغاز الشائعة

عند إجراء تحويلات الكمية ببساطة وفقًا لنفس المعيار:

• 1 لتر قياسي في الدقيقة = 1000 سم مكعب قياسي في الدقيقة
• 1 متر مكعب قياسي/ساعة = حوالي 16.67 لتر قياسي/دقيقة
• 1 لتر/دقيقة = 0.06 متر مكعب/ساعة

مع ذلك، يعتمد التحويل المذكور أعلاه على افتراض استخدام كلا الجانبين نفس درجة الحرارة والضغط المرجعيين. في حال اختلاف الظروف المرجعية، يلزم إجراء تحويل إضافي لدرجة الحرارة والضغط.

هل يمكن استبدال NL/min و SLPM بشكل مباشر؟

لا يُنصح بافتراض أنهما متطابقان قبل وضع معيار مرجعي.

قد تُعرّف بعض الوثائق معدل التدفق الصافي في الدقيقة (NL/min) عند درجة حرارة 0 مئوية وضغط 1.01325 بار مطلق، بينما قد يستخدم معدل التدفق القياسي في الدقيقة (SLPM) درجات حرارة 0 مئوية أو 20 مئوية أو 25 مئوية، وضغط 1 ضغط جوي أو 1 بار. وعلى الرغم من أن أسماء الوحدات تتضمن مفهوم "المعيار"، إلا أن اختلاف المعايير سيؤدي إلى اختلافات عددية.

النهج الصحيح هو التأكد أولاً:

• ما هي درجة الحرارة المرجعية؟
• ما هو ضغط المرجع؟
• هل الضغط ضغط مطلق أم ضغط نسبي؟
• هل ينبغي أخذ عامل انضغاط الغاز في الاعتبار؟
• ما هو الغاز الذي تمت معايرة الجهاز لأجله؟

إذا كانت أوامر الشراء ومواصفات المعدات وإعدادات مقياس التدفق تستخدم معايير مختلفة، فإن النتيجة الأكثر شيوعًا هي أن جميع المعدات تبدو وكأنها تعمل بشكل صحيح، ولكن بيانات التدفق تكون دائمًا غير متطابقة.

هل يتطلب مقياس تدفق الغاز دائمًا تعويضًا لدرجة الحرارة والضغط؟

ما هي وظيفة تعويض درجة الحرارة والضغط؟

تستخدم عملية تعويض درجة الحرارة والضغط بيانات درجة حرارة وضغط الغاز لتحويل معدل التدفق الحجمي الفعلي في الموقع إلى معدل تدفق قياسي في ظل حالة مرجعية محددة.

إذا كان الجهاز يقيس معدل التدفق الحجمي الفعلي، ولكن درجة الحرارة المحيطة أو الضغط يختلفان بشكل كبير، فقد يكون من الضروري استخدام جهاز مختلف:

• مستشعر درجة الحرارة
• جهاز إرسال الضغط
• حاسبة التدفق
• وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) أو نظام التحكم
• مقياس تدفق مزود بوظيفة تعويض درجة الحرارة والضغط المدمجة

تُعد البيانات المُعوضة أكثر ملاءمة للمقارنات عبر الزمن، وإحصاءات الطاقة، وفواتير الغاز، وإدارة استخدام العمليات.

في أي الحالات يكون التعويض عن درجة الحرارة والضغط ضرورياً؟

تتطلب التطبيقات التالية عادةً تقييم تعويض درجة الحرارة والضغط:

• تقلبات كبيرة في ضغط خط الأنابيب
• تختلف درجة حرارة التشغيل بشكل كبير باختلاف عملية التصنيع.
• قياس الغازات القابلة للانضغاط باستخدام مبدأ الحجم
• يجب تحويل معدل التدفق القياسي.
• قياس البخار أو الغاز ذي درجة الحرارة العالية
• إحصاءات عن الطاقة المستمدة من الغاز الطبيعي أو غاز الوقود أو الهواء المضغوط
• يجب مقارنة استخدامات المصانع أو المعدات المختلفة.
• سيتم استخدام بيانات حركة المرور كأساس للفواتير أو تخصيص العمليات.

على سبيل المثال، إذا تم استخدام مقياس تدفق البخار الدوامي FVF لقياس طاقة البخار، فبالإضافة إلى معدل التدفق نفسه، فمن الضروري عادةً التأكد من ضغط البخار ودرجة حرارته وجفافه وطريقة التعويض، ولا يمكن اختياره بناءً على قطر الأنبوب فقط.

في أي الحالات لا يكون التعويض الإضافي مطلوبًا بالضرورة؟

تحسب عدادات التدفق الكتلي للغازات الحرارية معدل التدفق الكتلي باستخدام درجة الحرارة التي يمتصها الغاز. وعلى عكس عدادات التدفق الحجمي البسيطة، فإنها لا تتطلب عادةً مستشعرات خارجية لدرجة الحرارة والضغط لحساب معدل التدفق الكتلي.

على سبيل المثالمقياس تدفق الكتلة TMFM6000يعتمد هذا الجهاز على مفهوم قياس الكتلة الحرارية، وتشير البيانات الرسمية إلى أنه جهاز لقياس تدفق الغاز الجاف، ويوفر خيارات إشارة مثل 4-20 مللي أمبير أو RS-485.

مع ذلك، فإن عبارة "لا حاجة إلى تعويض إضافي لدرجة الحرارة والضغط" لا تعني إمكانية تجاهل درجة حرارة وضغط التشغيل. لا يزال للجهاز معايير مسموح بها.

• نطاق درجة حرارة التشغيل
• أقصى ضغط يتحمله الجسم
• نطاق ضغط المدخل
• الطلب الناتج عن الضغط التفاضلي
• ظروف تصحيح الغاز

على وجه الخصوص، بالنسبة لأجهزة التحكم في تدفق الكتلة، إذا كان ضغط المدخل غير كافٍ أو كان فرق الضغط بين المنبع والمصب غير كافٍ، فقد لا يتمكن الصمام النسبي من الوصول إلى معدل التدفق المحدد حتى لو كان مفتوحًا بالكامل.

ما المشاكل التي قد تحدث إذا تم ضبط معلمات التعويض بشكل غير صحيح؟

• الخلط بين حركة المرور القياسية وحركة المرور الفعلية
• استخدم ضغط المقياس بدلاً من الضغط المطلق
• خطأ إدخال درجة الحرارة المرجعية
• حجم حركة المرور التراكمي المرتفع أو المنخفض على المدى الطويل
• لا يمكن مقارنة البيانات بين الأدوات المختلفة
• تختلف قيمة العرض على شاشة وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) عن قيمة مقياس التدفق في الموقع.
• أخطاء في حسابات تكلفة الغاز وكفاءة الطاقة
• إعدادات وحدة التحكم غير متوافقة مع إمدادات الغاز الفعلية.

قبل ضبط المعلمات، يجب توحيد وحدة التدفق ودرجة الحرارة المرجعية والضغط المرجعي ونوع الغاز لتجنب التعويض المتكرر باستخدام معلمات غير صحيحة في النظام الخلفي.

ما هي الاختلافات بين مقياس تدفق كتلة الغاز وجهاز التحكم في تدفق الكتلة؟

ما هي الوظيفة الرئيسية لمقياس تدفق كتلة الغاز؟

تتولى عدادات تدفق كتلة الغاز بشكل أساسي مسؤولية قياس وإخراج بيانات التدفق؛ وهي عادةً لا تقوم بتعديل معدل التدفق في خط الأنابيب بشكل فعال.

وهو مناسب لـ:

• مراقبة استهلاك الغاز
• سجل سير العملية
• مقارنة استهلاك الغاز للمعدات
• إرسال الإشارات إلى وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة أو منصة البيانات
• قم بإعداد تنبيهات المرور
• تحليل استخدام الطاقة الغازية

مقياس تدفق الكتلة TMFM1500

يمكن استخدام جهاز TMFM1500 لمراقبة تدفق كتلة الغاز في خطوط الأنابيب الكبيرة أو ضمن نطاقات تدفق أعلى. ووفقًا للمعلومات الرسمية، توفر هذه السلسلة خيارات تركيب متعددة، منها التركيب باستخدام الفلنجات، والتركيب الملولب، والتركيب بالإدخال، كما تتميز بخيارات اتصال تناظرية ونبضية ورقمية.

عند اختيار طراز، يجب التأكد من الأمور التالية:

• قطر الأنبوب
• أنواع الغاز
• الحد الأدنى والحد الأقصى للتدفق
• ضغط العمل
• مقطع أنبوب مستقيم
• متطلبات نوع الفلنجة، أو NPT، أو BSPT، أو نوع الإدخال
• هل يلزم نقل البيانات لاسلكيًا أو عن بُعد؟

بما أن مواصفات المنتج قد يتم تعديلها وفقًا للطراز والإصدار، فينبغي استخدام أحدث كتالوج ومعلومات الاختيار كأساس للاختيار النهائي.

مقياس تدفق الكتلة TMFM6000

يُعدّ جهاز TMFM6000 مناسبًا لقياس كتلة الغازات الجافة بمعدلات تدفق منخفضة إلى متوسطة. تتضمن المواصفات الرسمية رموزًا اختيارية للهواء، والنيتروجين، والأكسجين، والأرجون، وثاني أكسيد الكربون، والهيليوم، وغيرها من الغازات المتخصصة. ويتراوح نطاق القياس من 0.3 إلى 800 لتر/دقيقة تقريبًا، وذلك حسب الطراز.

تشمل معايير الاختيار الرئيسية ما يلي:

• غاز التصحيح
• يتراوح
• نطاق الضغط
• وصلة نصف بوصة أو ثلاثة أرباع بوصة
• موصلات NPT أو BSPT أو موصلات الضغط أو موصلات VCR
• مخرج 4-20 مللي أمبير أو RS-485
• هل يلزم وجود شاشة عرض مباشرة؟

تعتمد قراءات عدادات التدفق الكتلي الحراري على الخصائص الحرارية للغاز؛ لذا، يجب أن يتطابق التركيب الفعلي للغاز مع شروط المعايرة. وإذا تغيرت نسبة الخلط، فقد يزداد خطأ القياس.

ما هي الوظيفة الرئيسية لجهاز التحكم في تدفق الكتلة؟

بالإضافة إلى قياس معدل التدفق، يحتوي جهاز التحكم في التدفق الكتلي أيضًا على صمام تحكم تناسبي ووظائف تحكم ذات حلقة مغلقة.

يقوم المستخدم أو وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) أولاً بإدخال إعداد معدل التدفق المستهدف، ثم يقوم جهاز التحكم بمقارنة القيم باستمرار.

• حركة المرور الفعلية الحالية
• تدفق مجموعة الأهداف

كما أنه يقوم تلقائيًا بضبط الصمام النسبي الداخلي لجعل إمداد الهواء قريبًا من القيمة المحددة.

تُستخدم أجهزة التحكم في التدفق الكتلي بشكل شائع في:

• خلط الغاز متعدد القنوات
• إمدادات الغاز الكمية
• معدات الترسيب الكيميائي للبخار وغيرها من معدات المعالجة
• معدات تنظيف البلازما
• خزانة أسطوانة الغاز - وحدة التحكم في إمداد الغاز
• مخرجات مولد الغاز
• اللحام باللهب أو التحكم في الاحتراق
• نسبة الغاز في المعدات التجريبية

TMFC30 و TMFC50

صُممت وحدات التحكم في تدفق الغاز TMFC30 وTMFC50 بشكل أساسي للتطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في التدفق. وتشير البيانات الرسمية إلى أن معدلات تدفق النيتروجين تتراوح من 10 سم مكعب قياسي في الدقيقة إلى 30 أو 50 سم مكعب قياسي في الدقيقة، مما يجعلها مناسبة للمعدات التجريبية والعمليات الصغيرة وإمدادات الغاز الدقيقة.

TMFC125

يُعد جهاز TMFC125 مناسبًا للمعدات التي تتطلب نطاق تدفق أعلى من نطاق تدفق جهازي TMFC30 وTMFC50، ويمكن استخدامه لخلط الغاز، ومخرج خزانة أسطوانة الغاز، ومولدات الغاز، والتحكم في إمدادات غاز العملية.

TMFC300 و TMFC500

صُممت وحدتا التحكم TMFC300 وTMFC500 للتحكم في التدفقات الكبيرة، حيث توفر TMFC500 نطاق تدفق نيتروجين متاحًا للجمهور يتراوح بين 300 و1000 لتر قياسي في الدقيقة. عند اختيار وحدة تحكم أكبر، بالإضافة إلى معدل التدفق الأقصى، من الضروري أيضًا التأكد من ضغط المدخل، وضغط المخرج الخلفي، وفرق الضغط المتاح، وسعة إمداد الغاز عبر الأنابيب.

إذا لم يتمكن مصدر الغاز من توفير تدفق كافٍ، فلن يتمكن حتى نطاق التحكم الكبير من الوصول بثبات إلى القيمة المحددة.

مقارنة وظائف القياس والتحكم

باختصار، إذا كنت تريد فقط معرفة "كمية الغاز المتدفقة الآن"، فيمكنك إعطاء الأولوية لتقييم مقياس تدفق الكتلة TMFM؛ أما إذا كنت بحاجة إلى جهاز للحفاظ على معدل التدفق تلقائيًا عند القيمة المحددة، فيجب عليك تقييم وحدة التحكم في تدفق الكتلة TMFC.

كيفية اختيار عداد تدفق الغاز؟ ثماني خطوات للاختيار

الخطوة 1: تأكد من اسم الغاز ونسبة الخلط

يرجى تقديم اسم الغاز بالكامل أولاً، ولا تكتب فقط "غاز العملية" أو "الغاز الخاص".

إذا كان خليطًا من الغازات، فيجب توفير ما يلي:

• مكونات غازية متنوعة
• نسبة الخلط
• نطاق التغيرات المحتملة في النسبة
• هل يحتوي على بخار ماء، أو رذاذ زيت، أو جزيئات؟
• هل هو مادة أكالة، أو قابلة للاشتعال، أو سامة؟

تتأثر عدادات تدفق الغاز الحراري بالخصائص الحرارية للغاز، وقد تؤدي التغييرات في نسبة الخلط إلى تغيير القراءة بشكل مباشر.

الخطوة الثانية: التأكد مما إذا كان الغرض هو المراقبة أو التحكم.

• لا يتطلب الأمر سوى القياس والتسجيل: مقياس تدفق الكتلة
• يتطلب صيانة تلقائية لمعدل التدفق المحدد: وحدة التحكم في التدفق الكتلي
• فحص بصري فقط: مقياس تدفق من نوع المنطقة أو من نوع الدوار
• قياس طاقة البخار مطلوب: تقييم عدادات تدفق البخار بتقنية التيار الدوامي
• يتطلب وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة أو منصة بيانات: حدد الأجهزة الإلكترونية المزودة بمخرج إشارة.

الخطوة 3: تحديد معدلات التدفق الدنيا والطبيعية والقصوى

لا يمكنك توفير معدل التدفق الأقصى فقط، لأنه إذا كان النطاق كبيرًا جدًا، فقد يقع معدل التدفق العادي في نطاق النطاق المنخفض لفترة طويلة، مما يؤثر على الدقة واستقرار التحكم.

اقتراحات:

• الحد الأدنى للتدفق
• حركة المرور العادية
• أقصى تدفق
• هل تحدث ارتفاعات مفاجئة؟
• معدل تغير التدفق

بالنسبة لأجهزة التحكم في تدفق الكتلة، من الضروري أيضًا تحديد نقاط التشغيل الرئيسية وليس مجرد السعي وراء "كلما زاد النطاق، كان ذلك أفضل".

الخطوة الرابعة: التأكد من درجة حرارة التشغيل والضغط

إمداد:

• ضغط المدخل
• ضغط التصدير أو الضغط الخلفي
• درجة حرارة التشغيل العادية
• درجات الحرارة القصوى والدنيا
• الضغط هو الضغط المقياسي أو الضغط المطلق.
• هل سيتقلب الضغط بسرعة؟

بالنسبة لأجهزة التحكم في تدفق الكتلة، يعد فرق الضغط بين جانبي المنبع والمصب شرطًا مهمًا لكي يعمل الصمام النسبي على التنظيم بشكل صحيح.

الخطوة 5: تأكيد وحدة التدفق والحالة الأساسية

بالإضافة إلى SLPM أو NL/min أو Nm³/h، يجب ذكر ما يلي بوضوح:

• درجة الحرارة المرجعية
• الضغط المطلق المرجعي
• هل يعتمد على الغاز الجاف؟
• هل تم تطبيق تعويضات درجة الحرارة والضغط؟
• هل هو معدل التدفق القياسي أم معدل التدفق الفعلي في الموقع؟

الخطوة السادسة: التأكد من قطر الأنبوب، وطريقة التوصيل، وفقدان الضغط

تشمل طرق الاتصال الشائعة ما يلي:

• شفة
• معاهدة عدم انتشار الأسلحة النووية
• BSPT
• ضغط
• جهاز فيديو
• وصلة خرطوم
• أدخل

عند تحديد حجم الموصل، لا بد من مراعاة قطر الأنبوب الأصلي، بالإضافة إلى سرعة التدفق وفقدان الضغط عند أقصى معدل تدفق. قد يؤدي فقدان الضغط المفرط إلى عدم كفاية إمداد الغاز للمعدات الواقعة في اتجاه التدفق.

الخطوة 7: تأكيد متطلبات العرض والاتصال

• عرض في الموقع
• 0-5 فولت
• 4-20 مللي أمبير
• خرج النبض
• RS-485
• RS-232
• مودبوس
• واي فاي أو منصة لاسلكية
• التكامل بين وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) أو وحدات التحكم الرقمية المباشرة (DDC) أو إنترنت الأشياء (IoT).
• تنبيهات حدود حركة المرور
• سجلات المرور التراكمية

ينبغي التأكد من مواصفات الإشارة مع مهندس نظام التحكم قبل الشراء لتجنب اكتشاف عدم توافق واجهة وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) فقط بعد وصول المعدات إلى الموقع.

الخطوة 8: تأكيد المواد والشهادات ووثائق المعايرة

• مادة جسم استقبال الهواء
• مادة مانعة للتسرب
• متطلبات النظافة لاستخدام الأكسجين
• التوافق مع الغازات المسببة للتآكل
• أقصى معدل للتسرب
• شهادة مقاومة للانفجار أو شهادة كهربائية
• غاز التصحيح
• تقرير تصحيحي
• متطلبات المعايرة القابلة للتتبع
• أساليب المعايرة والصيانة الدورية

لا يمكن تحديد مدى ملاءمة الغازات الخاصة بمجرد النظر إلى "الجسم المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ"؛ يجب أيضًا التحقق من الأختام ومقاعد الصمامات والموصلات ومستوى النظافة.

أي نوع من عدادات تدفق الغاز مناسب لسيناريوهات الاستخدام المختلفة؟

في،مقياس تدفق المساحة الدوار الزجاجي PFM220يُمكن لهذا الجهاز تقييم الغازات أو السوائل المسببة للتآكل وفقًا لمواصفات المنتج، وهو مناسب للمعدات التي تتطلب مراقبة معدل التدفق مباشرةً في الموقع. مع ذلك، عادةً ما تتم معايرة مقياس التدفق الدوار لنوع محدد من الغاز ودرجة الحرارة والضغط، لذا يلزم تحويله أو إعادة معايرته قبل قياس غازات أخرى.

علاوة على ذلك، فإن منتج FRV-F الرسمي مصمم أساسًا لقياس تدفق السوائل والزيوت النظيفة في التوربينات. ولا يُنصح بتصنيفه كمقياس لتدفق الغاز لمجرد أن السائل "نظيف". إذا كان الوسط الفعلي غازًا، فيجب التأكد من ذلك باستخدام منتجات مخصصة للغازات بدلًا من الاعتماد فقط على نظافة السائل.