ما هو عداد التدفق؟

ما هو عداد التدفق؟

تعريف عداد التدفق

يُعرّف عداد التدفق بأنه جهاز يقيس معدل تدفق المواد الصلبة أو السوائل أو الغازات.

• أنواع عدادات التدفق

• عدادات التدفق الميكانيكية

• عدادات التدفق البصرية

• عدادات التدفق للقنوات المفتوحة

عدادات التدفق الميكانيكية

عدادات التدفق ذات الإزاحة الإيجابية

تقوم هذه العدادات بقياس معدل التدفق عن طريق التقاط السائل في غرفة وقياس حجمه. هذا مشابه لملء دلو بالماء إلى مستوى معين ثم السماح له بالتدفق خارجًا.

يمكن لهذه عدادات التدفق قياس التدفقات المتقطعة أو معدلات التدفق المنخفضة وهي مناسبة لأي سائل بغض النظر عن لزوجته أو كثافته. يمكن اعتبار عدادات التدفق ذات الإزاحة الإيجابية متينة لأنها لا تتأثر بالتلاطم في الأنابيب.

تعتبر عدادات القرص المائل، وعدادات الأسطوانة المتبادلة، وعدادات الأسطوانة المتأرجحة أو الدوارة، وعدادات النوع ثنائي الروتور مثل عدادات التروس، وعدادات التروس البيضاوية (الشكل 1)، وعدادات التروس الحلزونية ضمن هذه الفئة.

عدادات تدفق الكتلة

تقوم هذه العدادات بتقدير معدل التدفق عن طريق قياس كتلة المادة التي تتدفق عبرها. يتم استخدامها بشكل عام في الصناعات الكيميائية حيث تكون القياسات المرتبطة بالوزن أكثر أهمية من الحجم.

تعتبر عدادات الحرارة (الشكل 2أ) وعدادات التدفق الكوريوليس (الشكل 2ب) ضمن هذه الفئة. في حالة عدادات الحرارة، يقوم تدفق السائل بتبريد الاستشعار الذي يتم تسخينه مسبقًا إلى درجة معينة. يمكن رصد فقدان الحرارة واستخدامه لتحديد معدل تدفق السائل.

 من ناحية أخرى، تعمل عدادات الكوريوليس على أساس مبدأ الكوريوليس حيث أن تدفق السائل عبر الأنبوب المرن يسبب تغييرًا في التردد أو الانزياح الطوري أو السعة، مما يعطي قياسًا لمعدل التدفق.

عدادات التدفق الضاغطة التفاضلية

تقوم عدادات التدفق الضاغطة التفاضلية بقياس التدفق عن طريق مراقبة الهبوط الضغطي عند مرور السائل عبر عائق في مساره. مع زيادة تدفق السائل، يزداد الهبوط الضغطي عبر العائق وهو ما يتم تسجيله بواسطة العدادات. معدل التدفق يتناسب مع الجذر التربيعي لهذا الهبوط الضغطي، وفقًا لمعادلة برنولي.

تعتبر عدادات الصفيحة الفتحة، وعدادات فوهة التدفق، وعدادات أنبوب التدفق، وعدادات أنبوب الرائد، وعدادات العنق، وعدادات الهدف، وعدادات أنبوب دال، وعدادات المخروط، وعدادات أنبوب فنتوري، وعدادات التدفق الطبقي، وعدادات المنطقة المتغيرة (روتامتر) أمثلة قليلة لعدادات التدفق الضاغطة التفاضلية.

عدادات تدفق السرعة

تقوم عدادات تدفق السرعة بتقدير معدل التدفق عن طريق قياس سرعة السائل. توفر السرعة قياسًا مباشرًا لمعدل التدفق لأنهما متناسبان. يمكن لهذه العدادات قياس السرعة باستخدام طرق مختلفة، بما في ذلك التوربينات.

اعتمادًا على الطريقة المستخدمة لتحديد السرعة، لدينا أنواع مختلفة من عدادات تدفق السرعة مثل عداد تدفق التوربين، وعداد تدفق التدفق المتذبذب، وعداد تدفق أنبوب بيتو، وعداد تدفق المروحة، وعداد تدفق مجداف أو عجلة بيلتون، وعداد تدفق النفث الواحد، وعدة عدادات تدفق النفث المتعددة.

يحتاج قياس معدل تدفق السوائل في البيئات الخطرة، بما في ذلك تلك الموجودة في مجال التعدين، إلى عدادات التدفق غير المتطفلة. تعتبر عدادات تدفق الصوت (SONAR) والتي هي نوع من عدادات تدفق السرعة، تلبي هذه الاحتياجات. بالإضافة إلى ذلك، تشكل عدادات التدفق فوق الصوتية وكذلك عدادات التدفق الكهرومغناطيسية أيضًا جزءًا من عدادات تدفق السرعة.

عدادات تدفق الضوء

تستخدم عدادات تدفق الضوء الضوء لقياس معدل التدفق. عادةً ما تستخدم شعاع ليزر وأجهزة استشعار ضوئية. تشتت جزيئات الغاز شعاع الليزر لإنشاء نبضات يتم اكتشافها بواسطة المستقبل. من خلال قياس الوقت بين هذه الإشارات، يمكن تحديد سرعة الغاز.

نظرًا لأن هذه العدادات تقوم بقياس السرعة الفعلية للجزيئات المكونة للغازات، فإنها لا تتأثر بالظروف الحرارية والتغيرات في تدفق الغاز. لذلك، فهي قادرة على تقديم بيانات تدفق دقيقة للغاية حتى في البيئات الأكثر عدم ملاءمة، مثل وجود درجات حرارة وضغط عالية، ورطوبة عالية، وما إلى ذلك.

عدادات تدفق القنوات المفتوحة

تُستخدم عدادات تدفق القنوات المفتوحة لقياس معدل تدفق سائل يكون مسار تدفقه يشمل سطحًا حرًا. تعتبر عدادات السد والقناة (الشكل 6) من عدادات تدفق القنوات المفتوحة التي تستخدم أجهزة ثانوية مثل الفقاعات أو العائم لقياس عمق السائل في نقطة معينة. من خلال هذا العمق، يمكن الحصول على معدل تدفق السائل.

من ناحية أخرى، في حالة قياس تدفق القنوات المفتوحة المستند إلى الاختبار بالأصباغ، يتم استخدام كمية محددة مسبقاً من الأصباغ أو الملح لتغيير تركيز التيار السائل. يؤدي التخفيف الناتج إلى قياس معدل تدفق السائل. بعد ذلك، يجب ملاحظة أن الدقة التي تحتاج إليها عدادات التدفق للعمل يتم تحديدها بواسطة التطبيق الذي يتم استخدامه فيه. 

على سبيل المثال، عندما نريد مراقبة تدفق الماء عبر أنبوب في حديقتنا، سيكون كافياً استخدام عداد تدفق ذي دقة أقل من ذلك الذي سيتم استخدامه عندما نحتاج إلى مراقبة تدفق قاعدة مخصصة لعملية كيميائية. بالإضافة إلى ذلك، هناك عامل آخر يحتاج إلى ملاحظة وهو أن عدادات التدفق، عند استخدامها بالاقتران مع صمامات التدفق، يمكنها تنفيذ الإجراءات التحكمية بنجاح.