كيفية اختيار مقياس التدفق الكهرومغناطيسي؟ المواصفات ودليل التركيب لطرازات FMG-E و FMG-C و FMG-J و FMG-W.

غالباً ما تتطلب المصانع الراغبة في مراقبة استخدام المياه بشكل عام، أو مياه مكافحة الحرائق، أو المياه المتداولة؛ ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي التي تحتاج إلى تسجيل معدلات تدفق التصريف؛ أو خطوط الأنابيب القائمة ذات الأقطار الكبيرة التي ترغب في تركيب عدادات تدفق، تقييم عدادات التدفق الكهرومغناطيسية. تتميز هذه العدادات بعدم احتوائها على مكونات دوارة كالمراوح أو التروس، وقلة عوائق التدفق داخل الأنابيب. إضافةً إلى تقليل فقدان الضغط، يمكن استخدامها مع مياه الصرف الصحي، ومياه المجاري، والحمأة، والسوائل التي تحتوي على مواد صلبة عالقة.

مع ذلك، لا تُناسب عدادات التدفق الكهرومغناطيسية جميع السوائل. عند اختيار طرازٍ ما، لا يكفي تحديد قطر الأنبوب فقط؛ بل يجب أيضًا التأكد من موصلية السائل، ومعدلات التدفق الدنيا والقصوى، ودرجة حرارة التشغيل والضغط، ومواد القطب الكهربائي والبطانة، وما إذا كان بالإمكان إبقاء خط الأنابيب ممتلئًا.

على الرغم من أن جميعها عبارة عن عدادات تدفق كهرومغناطيسية، إلا أن FMG-E وFMG-C وFMG-J وFMG-W لها تركيزات مختلفة: FMG-E موجه نحو مراقبة تدفق المياه بشكل عام، وFMG-C مناسب لمزيد من التقييم لمياه الصرف الصحي ومياه المجاري والحمأة، وFMG-J يتعامل مع عمليات التركيب لخطوط الأنابيب الموجودة ذات الأقطار الكبيرة، وFMG-W يضيف تطبيقات الإرسال اللاسلكي وقراءة العدادات عن بعد.

ستبدأ هذه المقالة بمناقشة مبدأ عمل مقياس التدفق الكهرومغناطيسي، وموصلية السائل، وطرق التركيب، والاختلافات بين نماذج سلسلة FMG الأربعة، وذلك لمساعدة موظفي المشتريات والهندسة والموظفين الميدانيين في العثور على المنتجات التي تلبي ظروف خطوط الأنابيب الفعلية الخاصة بهم.

1. ما هو مقياس التدفق الكهرومغناطيسي؟ وكيف يتم حساب معدل تدفق السائل؟

ما هو مبدأ عمل مقياس التدفق الكهرومغناطيسي؟

تقيس مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية معدل تدفق السوائل الموصلة باستخدام قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. يولد ملف إثارة داخل الجهاز مجالًا مغناطيسيًا. عندما يتدفق سائل موصل عبر هذا المجال المغناطيسي ويقطع خطوط القوة المغناطيسية، تتولد قوة دافعة كهربائية مستحثة على الأقطاب الكهربائية على جانبي أنبوب القياس.

عند تثبيت قطر أنبوب القياس وظروف المجال المغناطيسي، تتغير القوة الدافعة الكهربائية المستحثة بتغير معدل تدفق السائل. يقوم المحول بتضخيم الإشارة الضعيفة المُستَحصَلة من الأقطاب الكهربائية، وترشيحها، وتحويلها للحصول على معدل تدفق السائل.

يمكن حساب معدل التدفق الحجمي بناءً على المفاهيم التالية:
معدل التدفق الحجمي = متوسط سرعة التدفق × مساحة المقطع العرضي للأنبوب

بمعنى آخر، يقوم مقياس التدفق الكهرومغناطيسي أولاً بقياس سرعة تدفق السائل، ثم يحسب معدل التدفق اللحظي ومعدل التدفق التراكمي بناءً على القطر الداخلي لأنبوب القياس.

إذا كانت إعدادات قطر الأنبوب أو وحدة التدفق أو معايير المعايرة في الجهاز غير صحيحة، فقد تظل النتائج المعروضة غير دقيقة حتى لو كان المستشعر نفسه يعمل بشكل صحيح. لذلك، بالإضافة إلى التحقق من التوصيلات الكهربائية بعد التركيب، من الضروري أيضًا التحقق من إعدادات قطر الأنبوب والوحدة واتجاه التدفق.

ما هي مكونات مقياس التدفق الكهرومغناطيسي؟

تتكون عدادات التدفق الكهرومغناطيسية بشكل أساسي من المكونات التالية:

• نظام الدائرة المغناطيسية وملف الإثارة
• قسطرة قياس
• قطب الإشارة
• قطب تأريض أو حلقة تأريض
• بطانة عازلة
• محول الإشارة
• لوحة العرض
• وحدات الإخراج والاتصال
• غلاف الجهاز

في هذه العملية، تتلامس الأقطاب الكهربائية مباشرةً مع السائل وتستقبل إشارة الاستشعار. عند اختيار الأقطاب، من الضروري التأكد من قدرة مادة القطب على تحمل الخصائص المسببة للتآكل في السائل. تشمل المواد الشائعة الفولاذ المقاوم للصدأ المحتوي على الموليبدينوم، والهاستيلوي، والتيتانيوم، والتنتالوم، وسبائك البلاتين والإيريديوم.

تعمل البطانة الداخلية لأنبوب القياس على عزل السائل الموصل عن جدار الأنبوب المعدني، مما يمنع حدوث دوائر قصر في إشارة الاستشعار عبر جدار الأنبوب، كما توفر مقاومة للتآكل والتلف ودرجات الحرارة. تشمل مواد البطانة الشائعة: PTFE، وPFA، وF46، ومطاط النيوبرين، والبولي يوريثان.

ما هي خصائص عدادات التدفق الكهرومغناطيسية؟

تشمل السمات الشائعة لمقاييس التدفق الكهرومغناطيسية ما يلي:

• لا توجد مكونات دوارة مثل المراوح أو التروس داخل أنبوب القياس.
• مع وجود عدد أقل من الهياكل التي تعيق التدفق داخل الأنبوب، يكون فقدان الضغط الإضافي منخفضًا نسبيًا.
• يمكنه عرض معدل التدفق اللحظي ومعدل التدفق التراكمي.
• يمكنه قياس التدفق الأمامي أو العكسي.
• يمكن تطبيقه على مياه الصرف الصحي والسوائل التي تحتوي على مواد صلبة تفي بمتطلبات التوصيل الكهربائي.
• يمكنه توفير إشارات اتصال تناظرية أو نبضية أو رقمية.
• مجموعة واسعة من الخيارات لمواد الفتحة والأقطاب الكهربائية والبطانة
• لا تتأثر نتائج القياس بسهولة بلزوجة أو كثافة السائل.

ومع ذلك، فإن عدادات التدفق الكهرومغناطيسية لها أيضًا قيود واضحة:

• يجب أن يتمتع السائل بموصلية كهربائية كافية.
• يجب إبقاء أنبوب القياس ممتلئًا.
• قد يتسبب عدد كبير من الفقاعات في حدوث تقلبات في القراءات.
• يمكن أن يتسبب ضعف التأريض بسهولة في حدوث تداخل في الإشارة.
• قد يؤثر تراكم الأوساخ على الأقطاب الكهربائية أو تآكل البطانة على الاستقرار على المدى الطويل.
• غير مناسب للقياس المباشر للزيوت والغازات والأبخرة

لذلك، لا ينبغي تجاهل ظروف السائل وموقع التركيب لمجرد أن عدادات التدفق الكهرومغناطيسية لا تحتوي على مكونات دوارة ميكانيكية.

ثانيًا: ما هي السوائل المناسبة لعدادات التدفق الكهرومغناطيسية؟

الشرط الأساسي لاستخدام مقياس التدفق الكهرومغناطيسي هو أن يكون السائل موصلاً للكهرباء.

تحسب مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية معدل التدفق باستخدام القوة الدافعة الكهربائية المستحثة عند مرور سائل موصل عبر مجال مغناطيسي. إذا كانت موصلية السائل غير كافية، ستكون الإشارة التي تستقبلها الأقطاب الكهربائية ضعيفة للغاية، وقد يواجه الجهاز مشاكل مثل عدم استقرار نقطة الصفر، أو تذبذب القراءات، أو فشل القياس بشكل صحيح.

قد تختلف متطلبات الحد الأدنى للتوصيلية بين مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية المختلفة. (استنادًا إلى مواصفات المنتج المتاحة للجمهور:)

• يتطلب FMG-E موصلية سائلة أكبر من 20 ميكروسيمنز/سم.
• يتطلب FMG-C موصلية سائلة أكبر من 20 ميكروسيمنز/سم.
• يتطلب FMG-J موصلية سائلة أكبر من 50 ميكروسيمنز/سم.
• يتطلب FMG-W موصلية سائلة أكبر من 50 ميكروسيمنز/سم.

لذلك، لا يمكنك تحديد مدى ملاءمة المنتج بناءً على أسماء السوائل فقط مثل "ماء" أو "ماء نقي" أو "محلول كيميائي". من الأفضل تقديم قيمة التوصيل الكهربائي الفعلية قبل طلب عرض سعر، والتأكد أيضاً من أقل قيمة ممكنة أثناء عملية التصنيع.

يمكن أن تتأثر موصلية السوائل أيضًا بالظروف التالية:

• تركيز السائل
• درجة حرارة التشغيل
• نسبة الجرعة
• مستوى معالجة المياه
• نسبة خلط المياه المعاد تدويرها
• اختلافات التركيب بين الدفعات المختلفة

في حالة تغير ظروف العملية، يجب توفير الموصلية العادية والموصلية الدنيا، بدلاً من قيمة قياس واحدة فقط.

ما هي بعض السوائل الشائعة الاستخدام؟

عند استيفاء شروط التوصيل الكهربائي وتوافق المواد، تشمل السوائل الشائعة لتطبيقات مقياس التدفق الكهرومغناطيسي ما يلي:

• مياه خام
• ماء الصنبور
• الماء العادي
• مياه مكافحة الحرائق
• المياه الصناعية
• مياه التبريد
• تدوير المياه
• المياه المعاد تدويرها
• مياه الصرف الصحي
• مياه الصرف الصحي
• الطين
• سائل يحتوي على مواد صلبة معلقة
• محاليل حمضية وقلوية تلبي المتطلبات
• محاليل كيميائية مؤهلة

بالنسبة لمراقبة تدفق المياه بشكل عام، يمكن تقييم FMG-E أولاً؛ إذا كان السائل يحتوي على الحمأة أو الجزيئات أو المكونات المسببة للتآكل أو مياه الصرف الصناعي الأكثر تعقيدًا، فيمكن تقييم FMG-C ومواد الأقطاب الكهربائية والتبطين المناسبة بشكل أكبر.

مع ذلك، فإن عبارة "يمكن فحصها للكشف عن مياه الصرف الصحي" لا تعني إمكانية فحص جميع مياه الصرف الصحي مباشرةً باستخدام المعيار نفسه. لا يزال من الضروري التأكد من:

• محتوى المواد الصلبة العالقة
• حجم الجسيمات
• الخشونة
• تآكل السوائل
• هل الأقطاب الكهربائية عرضة للالتصاق أو التقشر؟
• درجة حرارة التشغيل والضغط
• هل يحتوي السائل على عدد كبير من فقاعات الهواء؟

ما هي السوائل التي لا تصلح عموماً للاستخدام المباشر؟

لا تُعد السوائل التالية مناسبة بشكل عام للاستخدام المباشر مع عدادات التدفق الكهرومغناطيسية العامة:

• غاز
• بخار
• المنتجات النفطية
• معظم المذيبات العضوية
• السوائل ذات الموصلية الأقل من المطلوب وفقًا لمواصفات المنتج
• غير قادر على الحفاظ على أنبوب ممتلئ بالسوائل بشكل مستقر
• السوائل التي تحتوي على عدد كبير من الفقاعات أو ذات نسب خلط غير مستقرة بين الغاز والسائل
• السوائل الكيميائية المسببة للتآكل التي لا تستطيع المواد المبللة تحملها

عادة ما تكون الزيوت ومعظم المذيبات العضوية غير موصلة بشكل كافٍ لتوليد إشارات استشعار مستقرة، لذلك ينبغي تقييم عدادات التدفق التوربينية أو كوريوليس أو الحجمية أو غيرها من عدادات التدفق المناسبة لظروف الوسط بدلاً من ذلك.

لا يمكن تعميم مفهوم "الماء النقي". تختلف موصلية المياه المعالجة، ومياه التناضح العكسي، والمياه منزوعة الأيونات، والمياه فائقة النقاء اختلافًا كبيرًا. قد يفي بعض الماء النقي بالحد الأدنى من متطلبات الموصلية لمنتج ما، بينما قد تكون موصلية الماء فائق النقاء أقل بكثير من متطلبات مقياس التدفق الكهرومغناطيسي النموذجي. يجب قياس الموصلية فعليًا قبل الاختيار الرسمي؛ فلا يمكن افتراض ملاءمة المنتج بناءً على ظهور مصطلح "الماء النقي" في بيانات استخدامه.

ثالثًا: ما هو تأثير عدم كفاية الموصلية على قياس التدفق؟

ماذا يمثل التوصيل الكهربائي بوحدة ميكروسيمنز/سم؟

وحدة μS/cm، التي تُقرأ "ميكرو سيمنز لكل سنتيمتر"، هي وحدة شائعة الاستخدام للتعبير عن الموصلية الكهربائية للسوائل. تشير القيمة الأعلى إلى قدرة أكبر للسائل على توصيل التيار، بينما تشير القيمة الأقل إلى موصلية أضعف.

تكون القوة الدافعة الكهربائية المستحثة التي يحصل عليها مقياس التدفق الكهرومغناطيسي ضعيفة بطبيعتها. إذا كانت موصلية السائل أقل من متطلبات الجهاز، فستواجه الأقطاب الكهربائية صعوبة في الحصول على إشارة مستقرة وفعالة.

يمكنك التأكد من السعر من خلال الطرق التالية قبل طلب عرض سعر:

• احصل على بيانات جودة المياه من وحدات معالجة المياه أو وحدات مراقبة الجودة.
• باستخدام قياس الموصلية
• قم بتوفير القيم الطبيعية والدنيا
• يوفر تغييرات في درجة حرارة السائل وتركيزه
• توفر السوائل المختلطة المكونات والنسب.
• تأكد من أن وحدة البيانات هي ميكروسيمنز/سم

ينبغي إيلاء اهتمام خاص لحقيقة أن μS/cm و mS/cm يختلفان بمعامل 1000، ولا ينبغي استخدامهما بشكل متبادل عند ملء المواصفات.

ما هي الظواهر التي قد تحدث نتيجة عدم كفاية التوصيل الكهربائي؟

عندما تكون موصلية السائل غير كافية، تشمل المشاكل الشائعة ما يلي:

• ظلت قيمة قراءة التدفق تتقلب باستمرار.
• عدم استقرار النقطة الصفرية
• لا يمكن اكتشاف معدل التدفق المنخفض
• القيمة المعروضة منخفضة بشكل ملحوظ.
• الأنبوب يحتوي على سائل ولكنه يعرض مؤشرًا على أنه أنبوب فارغ.
• تظهر القيم غير المنتظمة حتى في حالة عدم وجود تدفق.
• انخفاض قابلية تكرار القياس
• لا يتطابق معدل التدفق التراكمي مع الاستخدام الفعلي.

ومع ذلك، فإن القراءات المتقلبة لا تنتج دائمًا عن عدم كفاية التوصيل الكهربائي؛ فقد تكون أيضًا بسبب:

• خط الأنابيب غير ممتلئ
• يحتوي السائل على عدد كبير من الفقاعات
• ضعف التأريض
• حقول تدفق غير مستقرة في اتجاهي المنبع والمصب
• الأوساخ الملتصقة بالأقطاب الكهربائية
• تتعرض خطوط الإشارة للتداخل الكهرومغناطيسي
• يؤدي الضخ إلى نبضات في التدفق
• قطر الأنبوب غير صحيح أو ضبط نطاق القياس غير صحيح

عند تشخيص الأعطال، لا تستبدل مقياس التدفق فور ملاحظة أي تغيير في القراءة. بدلاً من ذلك، تأكد أولاً من موصلية السائل، وحالة الأنبوب بالكامل، والتأريض، وموقع التركيب، وإعدادات المعلمات، بهذا الترتيب.

رابعاً: ما هي الاختلافات بين عدادات التدفق الكهرومغناطيسية المتكاملة، وعدادات التدفق من نوع الإدخال، وعدادات التدفق الكهرومغناطيسية الذكية؟

مقياس تدفق كهرومغناطيسي متكامل

يجمع مقياس التدفق الكهرومغناطيسي المتكامل بين المستشعر ومحول الإشارة ولوحة العرض في جهاز واحد، ويتم تركيبه عادةً في خط الأنابيب كجزء كامل من الحافة.

تشمل المزايا الرئيسية ما يلي:

• يمكن عرض التدفق اللحظي والتراكمي مباشرة في الموقع.
• تم دمج أجهزة الاستشعار مع الشاشة، مما أدى إلى تكوين أكثر مركزية.
• مقطع أنبوب القياس الكامل، مع مقطع عرضي للتدفق محدد بوضوح.
• تتوفر مخارج تناظرية أو نبضية أو مخارج اتصال.
• مناسب للمراقبة الثابتة طويلة الأجل

يتطلب التثبيت عادةً ما يلي:

• أوقف تشغيل خط الأنابيب
• تخفيف الضغط والتهوية
• قطع خطوط الأنابيب القائمة
• أضف الشفة المناسبة
• طول الجهاز المحجوز ومساحة الصيانة
• تأكد من قطر الشفة وتصنيف الضغط

يُعد كل من مقياس التدفق الكهرومغناطيسي المتكامل FMG-E ومقياس التدفق الكهرومغناطيسي المتكامل FMG-C من أهم المقاييس التي نناقشها في هذه المقالة. ولا تقتصر الاختلافات بينهما على القطر فحسب، بل تشمل أيضاً وسائط التطبيق الرئيسية واختيار المواد.

مقياس التدفق الكهرومغناطيسي للإدخال

لا تتطلب عدادات التدفق الكهرومغناطيسية المُدخلة تركيب قسم كامل من أنبوب القياس. بدلاً من ذلك، يتم عمل ثقب في جدار الأنبوب، ويتم إدخال المستشعر في موضع محدد داخل الأنبوب لقياس سرعة التدفق، ثم يتم حساب معدل التدفق بناءً على قطر الأنبوب.

تشمل المزايا الرئيسية ما يلي:

• مناسب لخطوط الأنابيب القائمة ذات الأقطار الكبيرة
• وهذا من شأنه أن يقلل من أعباء المعدات والإنشاءات المتعلقة بمقاييس التدفق ذات الحواف الكبيرة.
• لا حاجة لقطع أجزاء كبيرة من خط الأنابيب
• يُسهّل التصميم التلسكوبي لصمام الكرة عملية الفك والتنظيف.
• مناسب لإضافة نقاط مراقبة حركة المرور الإضافية لاحقاً.

ومع ذلك، فإن عدادات التدفق الكهرومغناطيسية الداخلية حساسة لظروف التركيب، بما في ذلك:

• عمق إدخال المستشعر
• تحديد الاتجاه
• القطر الداخلي للأنبوب
• سمك جدار الأنبوب
• اتجاه السائل
• أقسام الأنابيب المستقيمة في اتجاه المنبع والمصب
• مواقع الأكواع والصمامات والمضخات
• هل مجال التدفق داخل الأنبوب متناظر ومستقر؟

إذا تم إدخال عمق الإدخال أو قطر الأنبوب بشكل غير صحيح، فستكون قيمة معدل التدفق المحسوبة غير دقيقة أيضًا. يُعدّ مقياس التدفق الكهرومغناطيسي التلسكوبي من نوع الإدخال FMG-J، ويُستخدم في خطوط الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة.

مقياس تدفق كهرومغناطيسي لاسلكي ذكي

بالإضافة إلى قياس التدفق، تضيف عدادات التدفق الكهرومغناطيسية اللاسلكية الذكية وظائف الاتصال اللاسلكي وقراءة العدادات عن بعد وإدارة البيانات المركزية.

تشمل السيناريوهات المناسبة ما يلي:

• نقاط القياس موزعة في مناطق مختلفة من المصنع.
• توجد خطوط الأنابيب في الهواء الطلق أو تحت الأرض.
• يُعد إنشاء خطوط البيانات التقليدية أمرًا صعبًا.
• نحن بحاجة إلى تقليل قراءة العدادات يدوياً.
• نأمل في دمج منصة مراقبة مركزية أو منصة إنترنت الأشياء
• من الضروري مراقبة التدفق التراكمي لخطوط الأنابيب المتعددة.

تُقدّم شركة FMG-W نوعي التمديد FMG-WJ والشفة FMG-WF، ويمكن اختيار النوع المناسب وفقًا لظروف إنشاء خط الأنابيب. تتضمن المواصفات المتاحة للعموم دعمًا لتقنية Zigbee وMQTT للاتصال؛ ومع ذلك، لا يزال التأكيد مطلوبًا قبل التنفيذ.

• مصدر طاقة في الموقع
• مسافة الاتصال
• حماية الجدران والمعدات
• عدد وموقع أجهزة البوابة
• بنية الشبكة والمنصة
• كيفية حفظ البيانات بعد قطع الاتصال
• إدارة صلاحيات المستخدمين والأمن السيبراني
• هل نحتاج إلى الاتصال بنظام PLC أو SCADA موجود؟

لا يعني الاتصال اللاسلكي الاستغناء التام عن الأسلاك. فقد لا تزال الأجهزة بحاجة إلى مصدر طاقة، وعادةً ما تتطلب أجهزة Zigbee بوابات لنقل البيانات إلى شبكة أو منصة بعيدة.

خامساً: مقارنة مواصفات FMG-E و FMG-C و FMG-J و FMG-W

تم تجميع جدول المقارنة هذا بناءً على قراءة ±1.5% المذكورة في المواصفات الفنية. يجب أن تستند عمليات الشراء والتصميم والقبول الرسمية إلى أحدث إصدار من الكتالوج ومواصفات عرض الأسعار وبيانات المعايرة التي أكدها المصنّع الأصلي.

6. ما هي الاحتياجات المناسبة لكل من عدادات التدفق الكهرومغناطيسية الأربعة من FMG؟

FMG-E: منتج متكامل لمراقبة تدفق المياه بشكل عام

مقياس التدفق الكهرومغناطيسي المتكامل FMG-Eوهو مناسب بشكل أساسي للمياه الخام، والمياه العادية، ومياه مكافحة الحرائق، والسوائل الكيميائية التي تلبي متطلبات التوصيل الكهربائي والمواد.

تتضمن النقاط الرئيسية للمواصفات المعلنة للجمهور ما يلي:

• تركيب متكامل ذو حافة
• نطاق المقاسات DN15～DN2200
• موصلية أكبر من 20 ميكروسيمنز/سم
• نطاق سرعة التدفق: 0.1–15.0 م/ث
• دقة القراءة ±0.5%
• يمكنه توفير خرج 4-20 مللي أمبير، أو 0-10 مللي أمبير، أو خرج نبضي.
• يُعد كل من RS-485 و Wi-Fi + AIoT اختياريين.
• يمكن اختيار مواد الأقطاب الكهربائية والبطانة وفقًا للمتطلبات.

يُعد FMG-E مناسبًا للتطبيقات التي يمكن فيها تنفيذ تركيب خطوط الأنابيب أثناء إيقاف تشغيل النظام، ويمكن فيها تركيب أقسام الأنابيب ذات الحواف الكاملة، وتكون هناك حاجة إلى مراقبة طويلة الأجل، مثل مياه المصانع، ومياه مكافحة الحرائق، والمياه الخام، ومياه التبريد، والمياه المتداولة.

عند اختيار نموذج، لا يمكنك ببساطة اختيار نفس قطر الأنبوب الأصلي؛ يجب عليك أيضًا توفير ما يلي:

• الحد الأدنى للتدفق
• حركة المرور العادية
• أقصى تدفق
• ضغط العمل
• درجة حرارة التشغيل
• الموصلية السائلة
• متطلبات الإشارة لنظام التحكم المنطقي القابل للبرمجة أو نظام المراقبة

إذا كان القطر كبيرًا جدًا، فقد يكون معدل التدفق في ظل ظروف التدفق العادية منخفضًا جدًا، كما سيتأثر تحديد معدلات التدفق الصغيرة ومعدل استخدام نطاق التدفق.

FMG-C: قياس مياه الصرف الصحي، ومياه المجاري، والحمأة

مقياس التدفق الكهرومغناطيسي المتكامل FMG-Cوهو مصمم بشكل أساسي لوسائط مثل السوائل الكيميائية والطين والمياه الخام ومياه الصرف الصحي.

تتضمن النقاط الرئيسية للمواصفات المعلنة للجمهور ما يلي:

• تركيب متكامل ذو حافة
• نطاق المقاسات من DN15 إلى DN3000
• موصلية أكبر من 20 ميكروسيمنز/سم
• نطاق سرعة التدفق: 0.1–15.0 م/ث
• دقة القراءة ±0.5%
• تتوفر مجموعة متنوعة من مواد الأقطاب الكهربائية والبطانة.
• تتوفر وظائف الاتصال التناظرية والنبضية والاختيارية.

يُعد كل من جهازي FMG-C وFMG-E مقياسين متكاملين للتدفق الكهرومغناطيسي، لكن الفرق الرئيسي بينهما يكمن في استخداماتهما. فجهاز FMG-E مُصمم لمراقبة تدفق المياه بشكل عام، بينما يُعد جهاز FMG-C مناسبًا بشكل خاص لمياه الصرف الصحي، ومياه المجاري، والحمأة، والسوائل الصناعية الأكثر تعقيدًا.

عند اختيار FMG-C، بالإضافة إلى الموصلية ومعدل التدفق، يجب عليك أيضًا التأكد مما يلي:

• مكونات مياه الصرف الصحي
• حجم الجسيمات ومحتواها
• الخشونة
• تآكل السوائل
• هل الأقطاب الكهربائية عرضة للتقشر؟
• هل البطانة مقاومة للتآكل؟
• طريقة التنظيف
• هل تحتوي مياه الصرف الصحي على كمية كبيرة من فقاعات الهواء؟

على سبيل المثال، قد تتطلب مياه الصرف الصحي ذات المحتوى الرملي العالي الاهتمام بمقاومة التآكل للبطانة؛ بالنسبة لمياه الصرف الصحي الكيميائية المسببة للتآكل، يجب مقارنة مواد القطب الكهربائي والبطانة ومواد منع التسرب، ولا ينبغي أن يستند القرار فقط على عبارة "مقاومة للأحماض والقلويات".

FMG-J: اختيار نوع الإدخال لخطوط الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة

مقياس التدفق الكهرومغناطيسي للإدخال FMG-Jيعتمد هذا التصميم على التلسكوب والإدخال، وهو مناسب بشكل أساسي لخطوط الأنابيب الموجودة ذات الأقطار الكبيرة.

تتضمن النقاط الرئيسية للمواصفات المعلنة للجمهور ما يلي:

• الأحجام المناسبة DN100～DN3000
• موصلية أكبر من 50 ميكروسيمنز/سم
• نطاق سرعة التدفق: 0.1–10.0 م/ث
• دقة القراءة ±1.5%
• يمكنه توفير خرج 4-20 مللي أمبير، أو 0-10 مللي أمبير، أو خرج نبضي.
• تتوفر RS-485 أو RS-232 أو HART للشراء.
• يمكن تجهيز النوع التلسكوبي بصمام كروي

يُعد FMG-J مناسبًا للحالات التي تتطلب فيها خطوط أنابيب المياه الخام أو مياه الصرف الصحي أو خطوط أنابيب نقل المياه الكبيرة الحالية مراقبة إضافية للتدفق، ولكن من غير الملائم تركيب أقسام أنابيب ذات حواف كاملة.

قبل التثبيت، يرجى التأكد مما يلي:

• هل يمكن إغلاق خط الأنابيب وتخفيض ضغطه؟
• هل يجوز حفر ثقوب في جدار الأنبوب؟
• القطر الداخلي الفعلي للأنبوب
• سمك جدار الأنبوب
• عمق الإدخال
• اتجاه المستشعر
• أقسام الأنابيب المستقيمة في اتجاه المنبع والمصب
• مواضع المضخة والصمام والمرفق والوصلة الثلاثية

لا يمكن تركيب عدادات التدفق ببساطة بعد حفر ثقب. فإذا كانت نقطة التركيب تقع في منطقة تدفق مضطربة، أو إذا تم ضبط قطر الأنبوب وعمق التركيب بشكل غير صحيح، فقد ينحرف معدل التدفق الفعلي حتى لو أظهر العداد قيمة معينة.

FMG-W: قراءة العدادات عن بُعد والمراقبة الذكية

يُعد مقياس التدفق الكهرومغناطيسي الذكي FMG-W مناسبًا لخطوط الأنابيب التي تتطلب نقاط قياس متعددة، وقراءة العدادات عن بُعد، وإدارة مركزية للبيانات، ويوفر ما يلي:

• نوع تلسكوبي FMG-WJ
• نوع شفة FMG-WF

تتضمن النقاط الرئيسية للمواصفات المعلنة للجمهور ما يلي:

• الأحجام المناسبة DN100～DN3000
• موصلية أكبر من 50 ميكروسيمنز/سم
• نطاق سرعة التدفق: 0.1–10.0 م/ث
• يتميز جدول المواصفات الفنية بدقة قراءة تبلغ ±1.5%.
• الاتصال اللاسلكي عبر Zigbee و MQTT
• يمكن استخدامه مع تطبيق الهاتف المحمول
• متوفر بنوعين: تلسكوبي وفلنجي
• ويمكن تطبيقه على مراقبة موارد المياه، والمياه الخام، ومياه الصرف الصحي، والمياه المتداولة.

يُعد FMG-WJ مناسبًا لخطوط الأنابيب ذات القطر الكبير الموجودة حيث يكون كل من التركيب من نوع الإدخال والإرسال اللاسلكي مرغوبًا فيه؛ بينما يُعد FMG-WF مناسبًا للسيناريوهات التي يمكن فيها تركيب أقسام الأنابيب ذات الحواف الكاملة وتحتاج إلى نقل بيانات التدفق إلى الأنظمة البعيدة.

عند تطبيق المراقبة الذكية، لا يكفي مجرد تأكيد مواصفات عداد التدفق؛ فالتخطيط أمر ضروري أيضاً.

• كم مرة يجب إرسال البيانات مرة أخرى؟
• هل يوجد مصدر طاقة مستقر في الموقع؟
• هل سيتم حظر إشارات Zigbee؟
• موقع تركيب جهاز البوابة
• خادم أو منصة MQTT
• كيفية التعامل مع البيانات بعد انقطاع الاتصال
• هل تحتاج إلى إشعار تنبيه؟
• أذونات الحساب والبيانات
• الصيانة اللاحقة وتحديثات الأمن السيبراني

كيف تختار من بين منتجات FMG الأربعة؟ حدد ذلك بسرعة بناءً على احتياجات الموقع.

قبل طلب عرض سعر، نوصي بإعداد المعلومات التالية:

• اسم السائل، تركيبه وتركيزه
• الموصلية العادية والدنيا
• الحد الأدنى، والتدفق العادي، والحد الأقصى للتدفق
• قطر الأنبوب، ومادة الأنبوب، وسماكة جدار الأنبوب
• ضغط التشغيل العادي والأقصى
• درجة حرارة التشغيل العادية والقصوى
• هل يحتوي على فقاعات هواء أو جزيئات أو رواسب؟
• التآكل والتآكل الناتج عن السوائل
• هل يمكن أن يبقى خط الأنابيب ممتلئاً؟
• هل يمكن إيقاف إمدادات المياه، أو قطع الأنابيب، أو حفر ثقب؟
• متطلبات نوع الشفة، أو نوع التوصيل، أو الاتصال اللاسلكي
• طرق العرض والإخراج والاتصال

سابعاً: حالات التطبيق العملي لـ FMG-E و FMG-C و FMG-J و FMG-W

الحالة الأولى: مراقبة مياه مكافحة الحرائق والاستخدام العام للمياه في مصنع

يرغب أحد المصانع في تسجيل معدل تدفق مياه مكافحة الحرائق ومياه المصنع العامة، ويمكن ترتيب خط الأنابيب لاستيعاب عمليات الإغلاق السنوية للصيانة، مع وجود مساحة كافية في الموقع لتركيب أقسام أنابيب ذات حواف كاملة.

في مثل هذه الحالات، ينبغي إعطاء الأولوية لنموذج FMG-E. عند اختيار النموذج، يجب التأكد أولاً من الأمور التالية:

• الموصلية السائلة
• مواصفات قطر الأنابيب والشفة
• معدلات التدفق الدنيا والعادية والقصوى
• ضغط العمل
• اتجاه تدفق المياه
• أقسام الأنابيب المستقيمة في اتجاه المنبع والمصب
• يتطلب PLC تيارًا يتراوح بين 4-20 مللي أمبير، أو نبضة، أو RS-485.

إذا كان الغرض الرئيسي هو مراقبة استهلاك المياه اليومي، فمن الضروري أيضًا التأكد مما إذا كان سيتم حفظ معدل التدفق المتراكم بعد انقطاع التيار الكهربائي، وما إذا كانت وحدات وإعدادات نطاق وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) ومقياس التدفق متطابقة.

الحالة الثانية: قياس معدل تدفق تصريف محطة معالجة مياه الصرف الصحي

تحتاج محطات معالجة مياه الصرف الصحي إلى تسجيل معدل التدفق قبل المعالجة وبعدها. يحتوي السائل على مواد صلبة عالقة ومواد كيميائية وكمية قليلة من الحمأة.

في مثل هذه الحالات، ينبغي إعطاء الأولوية لتقييم جهاز قياس تدفق مياه الصرف الصحي FMG-C، ولكن لا ينبغي أن يعتمد الاختيار فقط على اسم "جهاز قياس تدفق مياه الصرف الصحي". يجب أيضًا تقديم المعلومات التالية:

• مصدر مياه الصرف الصحي
• التركيب الكيميائي
• قيمة الرقم الهيدروجيني
• محتوى صلب
• حجم الجسيمات
• درجة حرارة التشغيل
• مواد التنظيف
• هل هو عرضة للتوسع؟

إذا كان السائل كاشطًا، فينبغي تقييم استخدام بطانة مقاومة للتآكل؛ أما إذا كان مُسببًا للتآكل، فينبغي مقارنة مواد القطب الكهربائي والبطانة. كما ينبغي تجنب نقاط التركيب في المناطق المعرضة لتراكم فقاعات الهواء، أو التي تتغذى بالمياه بالجاذبية، أو حيث يتعذر الحفاظ على امتلاء الأنابيب.

الحالة الثالثة: تركيب أنابيب جديدة على خطوط أنابيب المياه الخام ذات القطر الكبير الموجودة

يبلغ قطر خط أنابيب المياه الخام الحالي قطرًا كبيرًا، وليس من المرغوب فيه قطع جزء كبير من خط الأنابيب في الموقع، كما أنه ليس من المناسب تركيب مقياس تدفق كبير من نوع الشفة.

في مثل هذه الحالات، ينبغي إعطاء الأولوية لمشروع FMG-J للتقييم. يجب إجراء مسح للموقع قبل بدء الإنشاء للتأكد مما يلي:

• قطر الأنبوب والقطر الداخلي الفعلي
• مادة جدار الأنبوب وسمكه
• سرعة تدفق السوائل في الأنابيب
• هل يمكن إيقاف إمدادات المياه وتخفيف الضغط؟
• افتتاح موقع البناء
• عمق إدخال المستشعر
• أقسام الأنابيب المستقيمة الأمامية والخلفية
• هل هناك حاجة إلى صمام كروي لتسهيل عملية الفك؟

إذا كان المنبع قريبًا من مضخة أو كوع أو صمام تحكم أو وصلة على شكل حرف T، فقد لا يكون مجال التدفق مستقرًا بما فيه الكفاية. ينبغي إعادة تقييم نقطة التركيب، ولا ينبغي إعطاؤها الأولوية لمجرد سهولة الإنشاء.

الحالة الرابعة: رصد موارد المياه عن بعد بشكل لامركزي

تحتاج وحدة الإدارة إلى مراقبة نقاط قياس متعددة ومتباعدة، بما في ذلك خطوط الأنابيب ذات القطر الكبير الموجودة وخطوط الأنابيب ذات الحواف الجديدة، وتأمل في تقليل قراءة العدادات اليدوية وعرض التدفق التراكمي مركزياً.

في مثل هذه السيناريوهات، ينبغي تقييم FMG-W أولاً:

• يمكن تقييم خطوط الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة الموجودة باستخدام FMG-WJ.
• يمكن تركيب أقسام الأنابيب ذات الحواف الكاملة ويمكن تقييم FMG-WF.

بالإضافة إلى الموصلية ومعدل التدفق والقطر، ينبغي أيضاً التأكد مما يلي:

• مصدر الطاقة عند كل نقطة قياس
• مسافة تغطية Zigbee
• قبو أو مأوى في غرفة المعدات
• عدد أجهزة البوابة
• تكامل منصة MQTT
• معدل تحميل البيانات
• معالجة بيانات قطع الاتصال
• أنظمة الإنذار والتحكم في الدخول

إذا لم يتم التخطيط للنظام البعيد بشكل صحيح، حتى لو كان مقياس التدفق نفسه يقيس بشكل طبيعي، فقد تكون هناك حالات توجد فيها قيم في الموقع، لكن المنصة البعيدة لا تستطيع استقبال البيانات.