كيفية تركيب مقياس التدفق الكهرومغناطيسي

كيفية تركيب مقياس التدفق الكهرومغناطيسي

مبدأ التشغيل لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي يعني أن لديه متطلبات محددة لبيئة التثبيت الخاصة به. يقوم الجهاز بحساب معدل التدفق عن طريق قياس القوة الدافعة الكهربائية المستحثة المتولدة عندما يقطع سائل موصل المجال المغناطيسي. ترتبط القوة الدافعة الكهربائية المستحثة بمتوسط ​​سرعة الوسط والقطر الداخلي لخط الأنابيب. يمكن أن تؤثر ظروف مثل خط الأنابيب غير المملوء، أو فقاعات الهواء الزائدة في السائل، أو أنماط التدفق غير المستقرة، أو التداخل الكهرومغناطيسي القوي القريب، أو سوء التأريض، أو التوجيه غير الصحيح للمستشعر، على استقرار إشارة القياس. وهذا مهم بشكل خاص في قياس التدفق المنخفض والدقة العالية والتطبيقات الصناعية المعقدة، حيث يمكن أن يكون لجودة التثبيت تأثير كبير على نتائج القياس النهائية.

يضمن التثبيت الصحيح أن يتدفق الوسط المقاس بشكل مستمر وثابت، ويسمح لأقطاب المستشعر بالحفاظ على اتصال كافٍ مع الوسط، ويوفر لمقياس التدفق مرجعًا كهربائيًا وبيئة إشارة موثوقة. وفي الوقت نفسه، يمكن أن يؤدي اختيار موقع التثبيت المناسب إلى تقليل تأثير فقاعات الهواء والرواسب والضغط السلبي وأنماط التدفق غير الطبيعية على نتائج القياس. لذلك، لا ينبغي اعتبار تركيب مقياس التدفق الكهرومغناطيسي مجرد "تركيب الجهاز على خط الأنابيب". بدلاً من ذلك، يجب تحديد طريقة التثبيت بشكل شامل وفقًا لخصائص الوسط، وتخطيط خط الأنابيب، وضغط العملية، ونطاق التدفق، وظروف الموقع.

الاحتياطات قبل تركيب مقياس التدفق الكهرومغناطيسي

قبل تركيب مقياس التدفق الكهرومغناطيسي، تحقق أولاً مما إذا كان طراز الجهاز، والقطر الاسمي، ونطاق القياس، ومواد البطانة، ومواد القطب الكهربائي، واتصال العملية، وإشارة الخرج مناسبة لظروف التشغيل الفعلية. على وجه الخصوص، يجب أن تكون موصلية الوسط المقاس كافية. مقاييس التدفق الكهرومغناطيسي ليست مناسبة لجميع أنواع السوائل. الصناعية القياسيةمقاييس التدفق الكهرومغناطيسيمناسبة بشكل عام للسوائل الموصلة مثل المياه الصناعية، ومياه الصرف الصحي، والمحاليل الحمضية والقلوية، والملاط، والملاط المعدني، وبعض سوائل معالجة الأغذية. ومع ذلك، فإن الزيوت والمذيبات العضوية النقية وغيرها من الوسائط ذات الموصلية المنخفضة أو غير الموصلة ليست مناسبة بشكل عام للقياس باستخدام مقاييس التدفق الكهرومغناطيسي التقليدية.

بعد ذلك، تحقق مما إذا كان قطر خط الأنابيب وقطر مقياس الجريان متطابقين بشكل صحيح. ليس من الضروري أن يكون قطر مقياس التدفق مطابقًا تمامًا لقطر خط أنابيب العملية الرئيسي. يجب أن يعتمد الاختيار على معدل التدفق الطبيعي، ومعدل التدفق الأقصى، ومعدل التدفق الأدنى، وسرعة السائل المسموح بها. إذا كان قطر مقياس التدفق كبيرًا جدًا، فقد تكون سرعة التدفق منخفضة جدًا في ظل ظروف التشغيل العادية، مما قد يقلل من دقة القياس. إذا كان القطر صغيرًا جدًا، فقد تحدث سرعة تدفق زائدة وفقدان الضغط. لذلك، قبل التثبيت، تأكد من أن نطاق القياس الخاص بالجهاز يغطي نطاق تدفق التشغيل الفعلي بشكل كافٍ.

موقع التثبيت مهم للغاية أيضًا. يجب إعطاء الأولوية للمواقع التي يمكن أن يظل فيها خط الأنابيب مملوءًا بالكامل بالسائل. تجنب تركيب مقياس الجريان في أعلى نقطة في خط الأنابيب أو في الأماكن التي من المحتمل أن يتراكم فيها الغاز. بالنسبة لخطوط الأنابيب الأفقية، لا يُنصح عمومًا بتثبيت المستشعر في أعلى أو أسفل الأنبوب. يمكن عادةً وضع الأقطاب الكهربائية بالقرب من المحور الأفقي لتقليل تأثيرات فقاعات الهواء المتراكمة والرواسب.

بالإضافة إلى ذلك، قم بفحص الجزء الداخلي من خط الأنابيب للتأكد من عدم وجود بقايا لحام زائدة أو جزيئات معدنية أو حطام أو أي مواد غريبة أخرى. قبل التثبيت، تحقق مما إذا كانت أسطح ختم الحافة والجوانات ومسامير التوصيل تلبي المتطلبات ذات الصلة. بالنسبة لخطوط الأنابيب المنشأة حديثًا، تجنب إجراء عمليات التنظيف أو اللحام أو أي عمليات أخرى تحت الضغط العالي بعد تركيب مقياس التدفق إذا كانت هذه العمليات قد تؤدي إلى تلف المستشعر.

بالنسبة لمقاييس التدفق الكهرومغناطيسي من النوع البعيد، يجب التخطيط مسبقًا لمواقع تركيب المستشعر والمحول، بالإضافة إلى توجيه كابل الإشارة المخصص. يجب توجيه كابلات الإشارة إلى أقصى حد ممكن من المحركات عالية الطاقة، ومحركات الأقراص ذات التردد المتغير، والكابلات ذات الجهد العالي، وغيرها من مصادر التداخل القوي. وينبغي تجنب التوجيه المتوازي لمسافات طويلة لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي الذي يؤثر على إشارة قياس التدفق الضعيفة.
 

الاحتياطات أثناء تركيب مقياس التدفق الكهرومغناطيسي

أثناء التثبيت الفعلي، تأكد أولاً من أن اتجاه تدفق الوسط يتوافق مع سهم اتجاه التدفق المحدد على المستشعر. تحتوي معظم أجهزة استشعار مقياس التدفق الكهرومغناطيسي على علامة اتجاه التدفق على الجسم، والتي يجب فحصها بعناية قبل التثبيت. إذا كان الجهاز يدعم القياس ثنائي الاتجاه، فيجب أيضًا تكوينه بشكل صحيح وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة بدلاً من الاعتماد فقط على مظهره المادي.

يجب أن يكون أنبوب قياس المستشعر محاذيًا بشكل صحيح ومتحدًا مع خط أنابيب العملية. أثناء التثبيت، لا تجبر خط الأنابيب على المحاذاة عن طريق تشديد مسامير الشفة بشكل مفرط، لأن ذلك قد يعرض المستشعر لضغط ميكانيكي مفرط. بالنسبة لمقاييس التدفق ذات القطر الكبير، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لدعم خطوط الأنابيب لمنع نقل وزن خط الأنابيب مباشرة إلى جسم مقياس التدفق.
يتطلب تركيب الحشية أيضًا اهتمامًا خاصًا. يجب ألا تبرز الحشية داخل أنبوب القياس، لأن ذلك قد يغير نمط التدفق ويؤثر على دقة القياس. عند ربط البراغي، استخدم طريقة شد قطرية وتدريجية لضمان توزيع القوة بشكل موحد وتجنب الضغط الزائد على جانب واحد. ل مبطنمقاييس التدفق الكهرومغناطيسي، يجب اتباع عزم الدوران المحدد الذي توفره الشركة المصنعة بدقة لمنع تلف البطانة الناتج عن الإفراط في التشديد.

تحديد المواقع الكهربائي هو اعتبار مهم آخر. بالنسبة لتركيب خطوط الأنابيب الأفقية، يوصى عمومًا بوضع قطبي القياس بالقرب من المحور الأفقي. وهذا يقلل من احتمالية تغطية فقاعات الهواء للأقطاب الكهربائية بينما يمنع أيضًا الرواسب الموجودة في الجزء السفلي من خط الأنابيب من تغطية الأقطاب الكهربائية بشكل مستمر. بالنسبة لخطوط الأنابيب العمودية، يُفضل التدفق لأعلى من الأسفل بشكل عام لأنه يساعد على إبقاء أنبوب القياس ممتلئًا ويقلل من تأثير فقاعات الهواء والرواسب.

يعد التأريض أحد الجوانب الرئيسية لتركيب مقياس التدفق الكهرومغناطيسي. نظرًا لأن مقياس التدفق يقيس إشارة جهد مستحث ضعيفة جدًا، يجب إنشاء تأريض موثوق وترابط متساوي الجهد. اعتمادًا على مادة خط الأنابيب وتصميم المستشعر، قد تكون هناك حاجة إلى حلقات تأريض أو أقطاب تأريض أو أسلاك تأريض مخصصة. يعد التأريض مهمًا بشكل خاص لخطوط الأنابيب البلاستيكية وخطوط الأنابيب المبطنة وأنظمة الأنابيب غير الموصلة الأخرى. يجب أن تتبع طريقة التأريض المحددة دائمًا متطلبات التثبيت الخاصة بالشركة المصنعة.

إذا كانت فقاعات الهواء موجودة في خط أنابيب العملية، فيجب تثبيت مقياس التدفق بعيدًا عن المواقع التي من المحتمل أن تتراكم فيها الفقاعات. إذا لزم الأمر، يمكن تعديل تخطيط خط الأنابيب، ويمكن توفير تدابير تنفيس إضافية، أو يمكن تغيير موضع التثبيت. قد تؤدي كمية كبيرة من الهواء التي تمر عبر أقطاب القياس إلى ظهور إشارات غير مستقرة وحتى قراءات تدفق لحظية غير طبيعية.

بعد اكتمال التثبيت، لا ينبغي افتراض أن الجهاز جاهز للتشغيل العادي على الفور. تحقق من أسلاك مصدر الطاقة وكابلات الإشارة وأسلاك التأريض وتوصيلات الإخراج للتأكد من توصيل كل شيء بشكل صحيح قبل تنشيط الجهاز. يجب بعد ذلك فحص نقطة الصفر وإشارة الخرج مع امتلاء خط الأنابيب بالكامل واستقرار التدفق. عندما تسمح ظروف الموقع بذلك، يجب أيضًا إجراء التحقق من التدفق الفعلي للتأكد من عدم وجود انحراف كبير بين القيمة المشار إليها وتدفق العملية الفعلي.

ما هي متطلبات الأنابيب المستقيمة لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي؟

يعد قسم الأنبوب المستقيم أحد الاعتبارات المهمة عند تركيب مقياس التدفق الكهرومغناطيسي. يشير قسم الأنبوب المستقيم إلى طول معين من خط الأنابيب المستقيم الذي يتم الحفاظ عليه أعلى وأسفل مقياس التدفق بحيث يمكن للسائل إنشاء ملف تعريف تدفق مستقر نسبيًا قبل دخول أنبوب القياس. يمكن أن تؤدي الأكواع والمحملات والصمامات والمضخات والتغيرات المفاجئة في قطر الأنبوب والمكونات الأخرى إلى إعاقة تدفق السائل. إذا تم تركيب مقياس التدفق بالقرب من هذه الاضطرابات، فقد يحدث توزيع غير متساو للسرعة، مما قد يؤثر على استقرار القياس.

تتطلب مبادئ التثبيت التقليدية عمومًا طولًا معينًا للأنبوب المستقيم في أعلى وأسفل مقياس الجريان. ومع ذلك، لا توجد قيمة ثابتة واحدة تنطبق على كل مقياس تدفق كهرومغناطيسي. وينبغي أن تستند المتطلبات المحددة إلى المواصفات الفنية للشركة المصنعة. بالنسبة لظروف خطوط الأنابيب التقليدية، فإن المبدأ التوجيهي الهندسي الشائع الاستخدام هو حوالي 5 أقطار أنبوب (5D) من الأنبوب المستقيم في اتجاه المنبع وحوالي 2 قطر أنبوب (2D) في اتجاه مجرى النهر، حيث يمثل D القطر الاسمي لمقياس التدفق. ومع ذلك، قد تختلف المتطلبات وفقًا لتصميم مقياس التدفق والشركة المصنعة، لذلك يجب أن يأخذ دليل المنتج الأولوية في التطبيقات الهندسية الفعلية.

إذا تم وضع مرفق بزاوية 90 درجة، أو نقطة الإنطلاق، أو مخرج المضخة، أو صمام التحكم، أو أي مكون آخر مهم يزعج التدفق مباشرة أعلى مقياس الجريان، فيجب زيادة طول الأنبوب المستقيم العلوي قدر الإمكان. يستحق صمام التحكم اهتمامًا خاصًا. إذا تم تثبيته بالقرب من مقياس التدفق، فقد يؤثر الاضطراب الناتج عن الاختناق على أداء القياس. لذلك، حيثما تسمح المساحة، يجب تركيب مقياس التدفق أسفل مصدر الاضطراب مع توفير طول أنبوب مستقيم كافٍ لتثبيت التدفق.

من المهم أن نفهم أن قسم الأنابيب المستقيم الأطول ليس بالضرورة أفضل دائمًا. الهدف هو توفير ظروف تدفق مستقرة بما فيه الكفاية. عندما تكون مساحة التثبيت محدودة، يجب مراعاة متطلبات الأنابيب المستقيمة لمقياس التدفق المحدد أثناء تصميم النظام. إذا لم يكن من الممكن تحقيق طول الأنبوب المستقيم الموصى به، فاستشر الشركة المصنعة لمقياس التدفق لتحديد ما إذا كان النموذج المحدد لا يزال قادرًا على تلبية الدقة المطلوبة في ظل التكوين الفعلي لخط الأنابيب.

بالإضافة إلى ذلك، فإن متطلبات الأنابيب المستقيمة لا تعني ببساطة وجود قسم مستقيم بصريًا من الأنابيب. يجب أن يظل قطر الأنبوب ثابتًا أيضًا. يمكن أن تؤدي التخفيضات المفاجئة أو التوسعات أو التركيبات الخاصة في أعلى أو أسفل مقياس الجريان إلى تغيير توزيع سرعة السائل. لذلك، يجب أن يأخذ تصميم التركيب في الاعتبار التغيرات في قطر الأنبوب، وعدد الأكواع، وأنواع الصمامات، ومواقع المضخات بدلاً من التركيز فقط على المسافة.
 

هل يمكن استخدام مقياس التدفق الكهرومغناطيسي في بيئة الضغط السلبي؟

لا يمكن ببساطة الإجابة على ما إذا كان من الممكن استخدام مقياس التدفق الكهرومغناطيسي في ظل ظروف الضغط السلبي بـ "نعم" أو "لا". يعتمد ذلك على درجة الضغط السلبي، وبناء المستشعر، ومواد البطانة، ودرجة الحرارة المتوسطة، وظروف التشغيل المسموح بها للطراز المحدد.

ومن المهم أن نلاحظ أن مبدأ القياس لمقياس الجريان الكهرومغناطيسيفي حد ذاته لا يمنعها من العمل تحت ضغط سلبي. المشكلة الأساسية هي مقاومة الفراغ لأنبوب قياس المستشعر وبطانته. عندما ينخفض ​​الضغط داخل خط الأنابيب إلى ما دون الضغط الجوي، فإن الضغط السلبي المفرط الذي يتجاوز الحد المسموح به لبطانة المستشعر قد يتسبب في تشوه البطانة أو انفصالها أو حتى تلفها. قد تتمتع مواد التبطين المختلفة، مثل PTFE والمطاط، بقدرات مختلفة بشكل كبير على مقاومة الفراغ. لذلك، لا يمكن تحديد مدى ملاءمة مقياس التدفق الكهرومغناطيسي لخدمة الضغط السلبي فقط من خلال فئة المنتج الخاص به.

تشمل حالات الضغط السلبي الشائعة جانب الشفط للمضخة، وخطوط الأنابيب الطويلة المنحدرة إلى الأسفل، والظروف العابرة الناجمة عن الإغلاق المفاجئ للصمام، وبعض أنظمة نقل الفراغ. إذا تم تركيب مقياس التدفق بالقرب من جانب الشفط للمضخة، فيجب إيلاء اهتمام خاص للحد الأدنى الفعلي لضغط خط الأنابيب. على الرغم من أن خط الأنابيب قد يعمل عادة تحت ضغط إيجابي، إلا أن الضغط السلبي العابر يمكن أن يحدث أثناء بدء التشغيل، أو إيقاف التشغيل، أو تبديل الصمام. ولذلك، ينبغي النظر في حالة التشغيل الأسوأ أثناء اختيار الأداة.

في حالة وجود ضغط سلبي في التطبيق، يجب تزويد الشركة المصنعة بالحد الأدنى لضغط التشغيل والحد الأقصى لضغط التشغيل ودرجة الحرارة المتوسطة والخصائص المتوسطة أثناء عملية اختيار الأداة. يمكن للشركة المصنعة بعد ذلك تأكيد نطاق الضغط السلبي المسموح به للمستشعر. إذا لزم الأمر، يمكن تغيير موقع تركيب مقياس التدفق، على سبيل المثال، عن طريق تثبيته على جانب تفريغ المضخة أو في مكان آخر حيث يمكن الحفاظ على الضغط الإيجابي والأنبوب الكامل بسهولة أكبر.

بالإضافة إلى ذلك، في ظل ظروف الضغط السلبي، يجب إيلاء اهتمام خاص لمنع خط الأنابيب من أن يصبح فارغًا جزئيًا أو السماح بدخول كميات كبيرة من الغاز. قد يؤدي انخفاض الضغط إلى خروج الغازات الذائبة في السائل من المحلول وتكوين فقاعات. بمجرد عدم امتلاء أنبوب القياس بالكامل، قد ينتج عن مقياس التدفق الكهرومغناطيسي قراءات غير مستقرة. لذلك، بالإضافة إلى التحقق من مقاومة فراغ المستشعر، يجب أيضًا تقييم موقع التثبيت من منظور نظام الأنابيب الخاص بالعملية بأكملها.

بالنسبة للتطبيقات التي تنطوي على مخاطر كبيرة للفراغ أو الضغط السلبي، لا ينبغي أن يعتمد التثبيت على الخبرة فقط. يجب تقييم مادة بطانة مقياس الجريان، ومستوى الفراغ المسموح به، ودرجة حرارة التشغيل، وتكوين خط الأنابيب، والظروف العابرة للعملية بشكل شامل. على وجه الخصوص، بالنسبة للوسائط ذات درجة الحرارة العالية أو المسببة للتآكل، قد تؤثر التغيرات في درجات الحرارة بشكل أكبر على أداء البطانة، مما يزيد من أهمية اتباع المواصفات الفنية المقدمة من قبل الشركة المصنعة.

التفتيش والتشغيل بعد تركيب مقياس الجريان الكهرومغناطيسي

بعد اكتمال التثبيت الميكانيكي، يجب فحص النظام بأكمله بدقة. أولاً، تحقق من اتجاه تركيب مقياس الجريان، ووصلات الحافة، وحالة الختم، ودعم خطوط الأنابيب. ثم تحقق مما إذا كان مصدر الطاقة والكابلات والتأريض وإشارات الإخراج متوافقة مع متطلبات الأسلاك. بعد تنشيط الجهاز، تأكد من أن المحول يبدأ بشكل طبيعي وأن المعلمات مثل قطر المستشعر ونطاق القياس والوحدات الهندسية وتكوين الإخراج متوافقة مع المستشعر الفعلي وظروف العملية.

عند تشغيل خط الأنابيب، افتح الصمام تدريجيًا للسماح للوسيط بملء أنبوب القياس تدريجيًا وتجنب صدمات الضغط المفاجئة. بمجرد التأكد من امتلاء أنبوب القياس بالكامل بالسائل، لاحظ ما إذا كان مؤشر التدفق مستقرًا. بالنسبة للنظام الذي تم تشغيله حديثًا، يجب أيضًا فحص خرج التدفق الصفري، متبوعًا بمقارنة في الموقع في ظل ظروف تدفق مستقرة.

إذا كان معدل التدفق المعروض يتقلب بشكل مستمر، فتحقق أولاً مما إذا كان خط الأنابيب ممتلئًا بالكامل، وما إذا كانت هناك فقاعات هواء زائدة في الوسط، وما إذا كان التأريض موثوقًا به، وما إذا كان هناك تداخل كهرومغناطيسي قوي في مكان قريب. إذا ظلت القيمة المعروضة أعلى أو أقل باستمرار من المتوقع، فيجب إجراء المزيد من الفحوصات على قطر الجهاز، وإعدادات النطاق، واتجاه التدفق، والموصلية المتوسطة، وظروف تدفق خط الأنابيب الفعلية.

خاتمة

يعد التثبيت الصحيح أمرًا ضروريًا لضمان دقة القياس والتشغيل المستقر طويل المدى لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي. بدءًا من اختيار الأداة والتحقق من الموصلية المتوسطة قبل التثبيت، وحتى اتجاه التدفق، وظروف الأنابيب الكاملة، ومحاذاة خطوط الأنابيب، والتأريض، وتوجيه الكابلات أثناء التثبيت، ومن ثم إلى متطلبات الأنابيب المستقيمة، وظروف الضغط السلبي، والتشغيل، يمكن أن تؤثر كل مرحلة على أداء القياس النهائي. في التطبيقات الهندسية العملية، يفضل تركيب مقياس التدفق الكهرومغناطيسي في موقع حيث يمكن أن يظل خط الأنابيب ممتلئًا بالكامل، ويكون نمط التدفق مستقرًا، وظروف الضغط مناسبة، ويتم تجنب مصادر التداخل الكبيرة. يجب أن يتوافق التثبيت أيضًا مع متطلبات الشركة المصنعة لمقاطع الأنابيب المستقيمة والتأريض وضغط التشغيل المسموح به. بالنسبة للتطبيقات الخاصة التي تتضمن الضغط السلبي، أو الفراغ، أو درجة الحرارة المرتفعة، أو فقاعات الهواء، أو الملاط، أو تكوينات خطوط الأنابيب المعقدة، يجب إجراء تقييم شامل خلال مرحلة اختيار الأداة. فقط من خلال مطابقة أداء مقياس التدفق بشكل صحيح مع ظروف التثبيت الفعلية، يمكن تحقيق مزايا القياس الدقيق والتشغيل المستقر والموثوقية والصيانة المريحة بشكل كامل، مما يوفر أساس بيانات يمكن الاعتماد عليه للتحكم في العمليات الصناعية وقياس الطاقة وإدارة السوائل.