Զանգվածային հոսքի չափիչի ուղեցույցներ դրա սկզբունքների, տեսակների և կիրառությունների վերաբերյալ

Այսօրվա արդյունաբերական գործընթացների կառավարման, պահպանման փոխանցման և հաշվառման համակարգերի կողմից հեղուկի զանգվածային հոսքի ճշգրիտ չափման հնարավորությունը շատ կարևոր է ամեն ինչի սահուն ընթացքը պահպանելու համար, ինչը հնարավորություն է տալիս ճշգրիտ խմբաքանակավորում կատարել արտադրության մեջ և արդար հաշվառում առևտրային չափագրումներում: Զանգվածային հոսքի չափիչները այժմ կարևոր չափման գործիքներ են շատ ոլորտներում, քանի որ դրանք ավելի ճշգրիտ և հուսալի են, քան ծավալային հոսքի չափման սարքերը (օրինակ՝ տուրբինային հոսքի չափիչ, դրական տեղաշարժի հոսքի չափիչ, մագնիսական հոսքի չափիչ և այլն): Այս մանրամասն ուղեցույցը խոսում է այն մասին, թե ինչ են զանգվածային հոսքի չափիչները, ինչի համար են դրանք օգտակար, տարբեր տեսակների և դրանց ամենակարևոր կիրառությունների մասին:

Ի՞նչ է զանգվածային հոսքի չափիչը։

Զանգվածային հոսքի չափիչը շատ ճշգրիտ գործիք է, որը չափում է խողովակաշարով շարժվող հեղուկների զանգվածային հոսքի արագությունը: Մյուս կողմից, զանգվածային հոսքի չափիչները տալիս են հեղուկների զանգվածի ուղղակի չափումներ հոսքի միավորներով, ինչպիսիք են կգ-ը, տոննան կամ ֆունտը, որոնք չեն փոխվում ջերմաստիճանի, ճնշման, խտության կամ մածուցիկության հետ: Այնուամենայնիվ, ծավալային հոսքի չափիչները չափում են հեղուկների ծավալը (հոսքի միավորներ, ինչպիսիք են մ3/ժ-ը, CFM-ը կամ GPM-ը): Այս հնարավորության շնորհիվ դրանք անհրաժեշտ են բարձր ճշգրտություն և հետևողականություն պահանջող իրավիճակներում:

Կան բազմաթիվ ֆիզիկական սկզբունքներ, որոնց վրա աշխատում են զանգվածային հոսքի չափիչները, բայց Կորիոլիսի էֆեկտը ամենատարածվածն է և նաև ամենաճշգրիտը։ Երբ հեղուկը շարժվում է երկու տատանվող չափիչ սենսորային խողովակներով, այն առաջացնում է փուլային տեղաշարժեր կամ հաճախականության փոփոխություններ, որոնք համեմատական են զանգվածային հոսքի արագությանը։ Կորիոլիսի զանգվածային հոսքի փոխանցիչը կարող է ճշգրիտ հաշվարկել զանգվածային հոսքը՝ նկատելով այդ փոփոխությունները։

Ինչու՞ է զանգվածային հոսքի չափումը կարևոր։

Թվային արդյունաբերական իրական կիրառություններում զանգվածային հոսքի չափումը շատ ավելի լավ է, քան ծավալային չափումը՝ մի շարք պատճառներով.

• Ավելի լավ ճշգրտություն

Կորիոլիսի զանգվածային հոսքաչափերը սովորաբար չափում են ±0.1%-ից մինչև ±0.2% ճշգրտությամբ, ինչը շատ ավելի լավ է, քան ավանդական ծավալային հոսքաչափերը (օրինակ՝ ռոտամետրերը կարող են ունենալ միայն 1.0~1.5% ճշգրտություն): Այս բարձր ճշգրտությունը շատ կարևոր է պահպանման փոխանցման, խմբաքանակի և որակի վերահսկման համար, որտեղ նույնիսկ փոքր սխալները կամ անճշտ չափումները կարող են բացասական հետևանքներ ունենալ:

• Անկախություն գործընթացի պայմաններից

Հեղուկի ջերմաստիճանի և ճնշման փոփոխությունները չեն ազդում Կորիոլիսի սենսորի չափման արդյունքի վրա, ուստի անհրաժեշտ չէ կատարել փոխհատուցման կամ ուղղման հաշվարկներ (օրինակ՝ EVC գազային տուրբինային հոսքաչափ): Այս գործառույթը հատկապես օգտակար է որոշ կիրառություններում, որտեղ գազի հոսքի չափման ժամանակ հաճախ փոխվում են աշխատանքային պայմանները, ինչպիսիք են ճնշումը կամ ջերմաստիճանը, քանի որ ծավալային չափումները կպահանջեն բարդ ուղղումներ, որոնք ավելացնում են ավելի մեծ անորոշություն:

• Ուղղակի զանգվածային հոսքի տվյալներ

Արդյունաբերական շատ գործընթացներ պահանջում են զանգվածային տվյալներ՝ ծավալային տվյալների փոխարեն: Զանգվածը կարևոր է քիմիական ռեակցիաների, նյութերի խառնման և անհրաժեշտ էներգիայի քանակը որոշելու համար: Զանգվածային հոսքի չափիչները ձեզ այս տեղեկատվությունը տալիս են անմիջապես, ինչը նվազեցնում է փոխակերպման սխալները և հեշտացնում գործընթացի կառավարումը: Օրինակ, եթե գազային տուրբինային չափիչից հաշվարկված ազոտի հոսքի արագությունը 20 CFM է, դժվար է ստանալ ճշգրիտ խտության արժեք՝ այն կգ/ժ փոխակերպելու համար:

• Բազմապարամետրային չափում

Ժամանակակից զանգվածային հոսքի չափիչները կարող են միաժամանակ չափել մեկից ավելի պարամետր (զանգվածային հոսքի միավոր), ինչպիսիք են խտությունը, կոնցենտրացիան, բրիքսը և ջերմաստիճանը: Այս բազմաֆունկցիոնալությունը նշանակում է, որ անհրաժեշտ է ավելի քիչ դաշտային սարքեր, ինչը նվազեցնում է տեղադրման ծախսերը և ամբողջ համակարգը դարձնում ավելի հեշտ օգտագործման համար՝ միաժամանակ չափումներն ավելի հուսալի դարձնելով:

• Լայն կիրառություններ

Զանգվածային հոսքի չափիչները կարող են աշխատել բազմաթիվ տարբեր հեղուկների հետ, ինչպիսիք են հեղուկները, գազերը, շաղախները։ Դրանք կարող են նաև օգտագործվել բարդ հեղուկների կիրառման համար, ինչպիսիք են՝ գերցածր ջերմաստիճանում թթվածնի չափումը, գերբարձր ճնշման ազոտի չափումը, գերմածուցիկ ասֆալտի կամ հում նավթի չափումը, ինչպես նաև բարձր հղկող հանքարդյունաբերական շաղախի չափումը։

Զանգվածային հոսքի հաշվիչների տարբեր տեսակներ

Կախված աշխատանքի ձևից, զանգվածային հոսքի հաշվիչները լինում են երկու հիմնական տեսակի՝

Ուղղակի զանգվածային հոսքի չափման գործիքներ

Ուղղակի զանգվածային հոսքի չափիչները չափում են զանգվածային հոսքի արագությունը առանց որևէ լրացուցիչ մաթեմատիկական կամ փոխակերպման անհրաժեշտության։

• Կորիոլիսի զանգվածային հոսքի չափիչներ

Կորիոլիսի չափիչները ուղիղ զանգվածային հոսքի չափիչների ամենատարածված տեսակն են։ Դրանք օգտագործում են Կորիոլիսի էֆեկտի սկզբունքը։ Երբ հեղուկը շարժվում է մեկ կամ մի քանի տատանվող խողովակներով, Կորիոլիսի ուժերը առաջացնում են չափվող փուլի կամ հաճախականության փոփոխություններ։ Այս չափիչները շատ ճշգրիտ են (սովորաբար ±0.1% կամ ավելի լավ), կարող են չափել և՛ հեղուկներ, և՛ գազեր, ինչպես նաև կարող են միաժամանակ չափել խտությունը։ Դրանք կատարյալ են պահպանման փոխանցման, ճշգրիտ խմբաքանակավորման և բարձր արժեք ունեցող հեղուկների չափման համար։

• Ջերմային զանգվածային հոսքի չափիչներ

Ջերմաչափերը օգտագործում են ջերմափոխանակման սկզբունքները՝ զանգվածային հոսքի արագությունը գտնելու համար՝ չափելով հոսող հեղուկի կողմից տեղափոխվող ջերմությունը: Դրանք նախատեսված են գազի չափման համար և հատկապես տարածված են կիսահաղորդիչների արտադրության, բնական գազի մոնիթորինգի և սեղմված օդի համակարգերի մեջ: Այս չափիչները էժան են գազի համար և մեծ սպասարկման կարիք չունեն:

Անուղղակի զանգվածային հոսքի չափում

Անուղղակի զանգվածային հոսքի չափիչները հաշվարկում են զանգվածային հոսքը՝ չափելով և՛ ծավալային հոսքը, և՛ խտությունը։

• Ծավալային հոսքաչափ՝ խտության փոխհատուցմամբ

Անուղղակի գոլորշու զանգվածային հոսքի չափում մրրկային հոսքաչափով

Այս մեթոդը օգտագործում է առանձին խտության չափիչ և ծավալային հոսքի չափիչ, ինչպես տուրբինային, մրրիկավոր կամ էլեկտրամագնիսական չափիչը: Զանգվածային հոսքը գտնելու համար ծավալային հոսքը բազմապատկեք խտությամբ: Այս լուծումը կարող է այնքան ճշգրիտ չլինել, որքան ուղղակի մեթոդները, բայց որոշ կիրառությունների համար կարող է ավելի էժան լինել:

• Դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափեր՝ փոխհատուցմամբ

Դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափ

Դուք կարող եք բարելավել ավանդական DP հոսքաչափերը (ինչպիսիք են՝ անցքավոր թիթեղները, V-կոնաձև, օղակաձև և վենտուրի խողովակները)՝ ավելացնելով ջերմաստիճանի սենսոր RTD և ճնշման սենսոր՝ զանգվածային հոսքի գնահատականներ ստանալու համար փոխհատուցում իրականացնելու համար: Այս համակարգերը հայտնի են և ունեն շատ երկար պատմություն, բայց դրանք սովորաբար այնքան ճշգրիտ չեն, որքան ուղղակի զանգվածային հոսքաչափերը: Այնուամենայնիվ, դրանք դեռևս ունեն լայն կիրառություն, ինչպիսիք են բարձր ճնշման բնական գազի չափումը և գերտաքացված գոլորշու հոսքի չափումը:

Անուղղակի զանգվածային հոսքի չափիչները շատ ավելի էժան են, բայց դրանք սովորաբար պակաս ճշգրիտ և հուսալի են, քան ուղղակի չափման մեթոդները: Դրանք նաև ավելի շատ սպասարկման կարիք ունեն, քանի որ ունեն ավելի շատ սենսորներ արդյունք ստանալու համար:

Զանգվածային հոսքի չափիչների կիրառությունները

• Կիրառությունները գործընթացների չափման և կառավարման մեջ

Կորիոլիսի զանգվածային հոսքաչափերը օգտագործվում են այն ոլորտներում, որոնք պահանջում են ճշգրիտ խմբաքանակավորում և խիստ գործընթացային վերահսկողություն: Քիմիական արդյունաբերության մեջ դրանք հետևում են ռեակտորներ մտնող հումքին, որպեսզի համոզվեն, որ ռեակցիաներում ներգրավված են տարբեր քիմիական նյութերի ճիշտ քանակությունները: Նավթի և գազի արդյունաբերության մեջ դրանք օգտագործվում են հում նավթի, բնական գազի, հեղուկ գազի (LPG) չափման համար՝ առևտրային նպատակներով: Սննդի և դեղագործության արդյունաբերությունները նաև կախված են դրանցից՝ կարևոր կամ թանկ բաղադրիչների, ինչպիսիք են շաքարները, համեմունքները և ակտիվ բաղադրիչները, ավելացումը ուշադիր վերահսկելու համար:

• Օգտագործվում է կոշտ պայմաններում և բարդ հեղուկներում

Կորիոլիսի զանգվածային հոսքաչափը հիանալի է բարդ և կոշտ հեղուկների հետ աշխատելու համար: Այն ճշգրիտ չափում է ոչ Նյուտոնյան հեղուկները, փուչիկներով հեղուկները և չափազանց բարձր մածուցիկությամբ հեղուկները, ինչպիսիք են հում նավթը, խեժը, մելասը կամ շոկոլադե մածուկը: Սրանք այն հեղուկների տեսակներն են, որոնք այլ հոսքաչափերը հաճախ չեն կարողանում կարգավորել: Բացի այդ, այն շատ լավ է աշխատում բարձր ճնշման և բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում, ինչպիսիք են մոմի, կրիոգեն պրոպանի, հորատման ցեխի, հեղուկ ծծմբի և այլնի հոսքի չափումը: Զանգվածային հոսքի սենսորի դիզայնը, որը չունի մեռյալ գոտիներ և շարժական մասեր, հեշտացնում է մաքրումը և համապատասխանում է խիստ սանիտարական չափանիշներին հիգիենիկ օգտագործման համար, ինչպիսիք են կաթնամթերքի կամ կենսադեղագործական արտադրանքի խողովակաշարերով տեղափոխումը:

• Կիրառվում է ստացված պարամետրերը չափելու և գումար խնայելու համար

Կորիոլիսի զանգվածային հոսքի չափիչները չափում են ոչ միայն զանգվածային հոսքը: Դրանք նաև չափում են հեղուկի խտությունը և ջերմաստիճանը: Այս լրացուցիչ առանձնահատկությունը զգալիորեն ընդլայնում է դրանց կիրառման շրջանակը՝ թույլ տալով անուղղակիորեն չափել կարևոր գործոններ, ինչպիսիք են հեղուկի կոնցենտրացիան, սպիրտի մաքրությունը, շաքարի պարունակությունը (Brix) կամ ծծմբական թթվի կոնցենտրացիան, ինչը նշանակում է, որ ձեզ անհրաժեշտ չեն այնքան շատ առանձին սենսորներ: