איך בוחרים מד זרימה נכון?

כדי לקבוע איזה מד זרימה מתאים ליישום מסוים, הבנת מצב הנוזל הנמדד חיונית: נוזל או גז? גזים ניתנים לדחיסה ואינם ניתנים למדידה באמצעות מדי זרימת נוזלים. זהו מידע מפתח שיש לתפוס מההתחלה. מאמר זה מתמקד כיצד לבחור מד זרימה למדידת נוזלים.

לאחר קביעת סוג הנוזל, חשוב להעריך את הניקיון שלו. נוזלים מלוכלכים מכילים חלקיקים מוצקים ולעתים קרובות מכונים תרחיפים, בעוד שנוזלים נקיים אינם מכילים חלקיקים. לדוגמה, מדי זרימה עם חלקים נעים שבאים במגע עם הנוזל, כמו מדי זרימה נפחיים או מדי זרימה טורבינות, אינם מתאימים לנוזלים מלוכלכים מכיוון שנוכחותם של חלקיקים מוצקים הופכת אותם לרגישים יותר לבלאי מכני, סתימה או קורוזיה. לכן מדי זרימה עם חלקים נעים הבאים במגע עם הנוזל מתאימים בדרך כלל רק לנוזלים נקיים. מצד שני, עבור נוזלים המכילים זיהומים, מדי זרימה ללא-מגע (כגון אלקטרומגנטיים (מדי מהירות), קוליים (מדי מהירות) או קוריוליס (מדדי זרימה מסה)) מתאימים יותר. למרות שלמדדי זרימה אלה יש גם מגבלות מסוימות, הם מסוגלים יותר לטפל בחומר חלקיקי.

גורם נוסף שיש לקחת בחשבון הוא התאימות של החומרים המשמשים ברכיבי המגע של הנוזל עם מד הזרימה (כגון גופי שסתומים, אטמים וגלגלי שיניים/רוטורים/להבים). חומצות ואלקליות מאכלות מתכות ולכן יש סיכוי גבוה יותר שיהיו תואמים לתרמופלסטיים; בעוד שחלק מהתרכובות האורגניות עשויות שלא להתאים לתרמופלסטיות אך עשויות להיות תואמות למתכות.

אחד הפרמטרים העיקריים שיש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת מד זרימה הוא צמיגות הנוזל, או העקביות. לאחר קביעת הנוזל המיועד למדוד, ניתן לחקור את המאפיינים הקשורים לזרימה, כגון צמיגות. צמיגות מוגדרת כמדד להתנגדות לזרימת הנוזל, או החיכוך הפנימי של הנוזל, כלומר, הכמות שנוצרת על ידי מולקולות מתחככות זו בזו במהלך הזרימה. פרמטר זה חשוב במדידת זרימה מכיוון שהוא קובע את מידת הערבוב של הנוזל, ובכך קובע את יכולת החזרה של הקריאות.

לדוגמה, עבור נוזלים עם-צמיגות (גבוה-עקביות), מד זרימה נפחי (כגון מד זרימה גלגלי שיניים אליפטי) מתאים יותר ממד זרימה של טורבינה. הסיבה לכך היא שרוב הנוזלים בעלי הצמיגות הגבוהה- הם למינרים, המאופיינים בתנועה חלקה וקבועה. כפי שמוצג באיור למטה, התפלגות המהירות של זרימה למינרית היא פרבולית. מה זה אומר? זה אומר שמהירות הזרימה בתוך הצינור אינה אחידה. עקב חיכוך בין הנוזל לדופן הצינור, מהירות הנוזל איטית יותר ליד דופן הצינור ומהירה יותר במרכז הצינור.

זרימה סוערת מאופיינת באי-סדר ומתרחשת בדרך כלל בנוזלים-נמוכים או נדירים. חלוקת המהירות שלו "מפותחת במלואה", כלומר מהירות הנוזל זהה בכל הנקודות בתוך הצינור. מד זרימת טורבינה הוא סוג של מד מהירות המודד ישירות את מהירות הנוזל על ידי מדידת מהירות הזווית של רוטור, שהיא פרופורציונלית ישירה למהירות הנוזל. מדי זרימה נפחיים מתאימים יותר לנוזלים עם-צמיגות,-זרימה- נמוכה, כגון דבש, סירופ או שמן כבד. עבור נוזלים עם צמיגות- נמוכה או מדוללים כגון ממיסים או מים, מדי זרימה הם בחירה טובה.

כדי לקבוע אם נוזל הוא למינרי או סוער, חשוב להבין כיצד לחשב את מספר ריינולדס. אתה יכול למצוא מחשבון מספרים של ריינולדס כאן. מספר ריינולדס הוא מספר חסר ממדים שעוזר לקבוע את מאפייני הזרימה או התבנית של נוזל. זה פונקציה של צפיפות נוזלים וצמיגות. מספר ריינולדס עבור זרימה למינרית הוא פחות מ-2300, ומספר ריינולדס עבור זרימה סוערת גדול מ-2300.

יתר על כן, ראוי לציין כי צמיגות היא פונקציה של טמפרטורה. בנוזלים, הצמיגות עומדת ביחס הפוך לטמפרטורה; כלומר, ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך הצמיגות נמוכה יותר. לכן, חשוב לקחת בחשבון את טמפרטורת הפעולה של המערכת או האפליקציה כדי להבין את הקשר בין זרימת הנוזל לצמיגותו.

פרמטר זה חשוב לא פחות מהקודמים, המשמש לקביעת גודל מד הזרימה המתאים ליישום. קצב זרימה מתייחס לנפח או למסה של נוזל שזורם/זז ליחידת זמן. ניתן להמיר מסה לנפח באמצעות צפיפות (הנפח שתופסת יחידת מסה של נוזל) או משקל סגולי (היחס בין צפיפות החומר לצפיפות המים, או משקלו של ליטר נוזל אחד חלקי משקלו של אותו נפח מים).

לאחר שתבינו את טווח הזרימה, תוכלו להעריך האם מדי הזרימה ברשימה שנבחרה יכולים להתמודד עם קצב הזרימה הנדרש. שלב זה הוא קריטי בדיוק כמו שלב בחירת מד הזרימה הקודם מכיוון שהוא קובע אם מד הזרימה יפעל כמתוכנן. לדוגמה, בחירה במד זרימה קטן מדי (כלומר שקצב הספיקה חורג או קרוב לקיבולת המקסימלית שלו) עלולה לגרום לנזק או תקלה ברכיבים פנימיים של מד הזרימה, ובמקרה הגרוע אף לגרום לכשל של מד הספיקה כולו. מצד שני, אם מד הזרימה גדול מדי (כלומר שקצב זרימת המערכת נמוך או קרוב לטווח המינימלי של מד הזרימה), הדבר יביא לדיוק לקוי או אפילו לחוסר יכולת לקרוא/למדוד את קצב הזרימה.

פרמטרים מרכזיים נוספים בבחירת מד זרימה הם טמפרטורה ולחץ. בדומה לקצב זרימה, המייצג את קיבולת מד הזרימה, פרמטרי טמפרטורה ולחץ מודדים את יכולתו של חומר מד הזרימה לעמוד בפני כוחות חום וזרימת נוזלים.

סעיף הצמיגות של מאמר זה דן בקשר בין טמפרטורה לצמיגות הנוזל. מכיוון שהצמיגות היא פונקציה של הטמפרטורה, יש להתייחס לטמפרטורה באותו אופן כמו הצמיגות בעת בחירת מד זרימה. יתרה מזאת, טמפרטורת ההפעלה היא קריטית עבור רכיבי המגע של מדיית-מד הזרימה (במיוחד לאטמים), שכן לאטמים יש מגבלות טמפרטורה, וחומרים מסוימים אינם יכולים לעמוד בטמפרטורות קיצוניות או בטמפרטורות גבוהות ממושכות. לבסוף, הטמפרטורה עוזרת לקבוע אם המכשיר האלקטרוני יכול להיות מותקן ישירות על מד הזרימה או שהוא דורש התקנה מרחוק, שכן לרכיבים אלקטרוניים יש גם מגבלות טמפרטורה.

לחץ מגדיר את יכולתו של מד הזרימה לעמוד בכוחות הנוזלים הנעים. לחץ ההפעלה המופעל לא יעלה על לחץ ההפעלה המרבי המותר של מד הזרימה שנבחר, אחרת הוא עלול לגרום לסכנה.

דירוג הלחץ של מד הזרימה כולל מקדם בטיחות למניעת דוקר לחץ קטנים מלגרום לכשל במד הזרימה. לחץ יתר עלול לגרום לעיוות של מד הזרימה, ועם הזמן, כאשר הגמישות של חומר מד הזרימה מגיעה לגבולה, דיוק המדידה עשוי לרדת.

כדי למנוע שגיאות מדידה וסכנות פוטנציאליות, יש לוודא שהטמפרטורת והלחץ של המערכת לא יחרגו מהטווח המותר של מד הזרימה. טמפרטורות גבוהות משפיעות על התנגדות הלחץ של מד הזרימה, מה שמוביל לגמישות מתכת מוגברת ולרגישות למתיחה. הלחץ המרבי המדורג של מד הזרימה מותאם לטמפרטורה המדורגת הגבוהה ביותר שלו.

יישומים מסוימים עשויים לדרוש מדי זרימה-בדיוק גבוה, כגון אלה המשמשים למדידה או עסקאות סחר (חיוב צרכנים על סמך קריאות). קריאות לא מדויקות עלולות להוביל להפסדים כספיים או לבעיות באיכות המוצר. לכן, בחירת מד זרימה העומד בדרישות הדיוק של התהליך היא קריטית.

דיוק מדידת הזרימה מתייחס לכמה קרוב הערך הנמדד של מכשיר/מכשיר לקצב הזרימה בפועל. הדיוק יכול להתבטא כאחוז מקנה מידה מלא או אחוז קריאה. דיוק בקנה מידה מלא או דיוק בטווח פירושו שהשגיאה של מד הזרימה נשארת עקבית לאורך כל טווח הזרימה. לדוגמה, מד זרימה עם טווח זרימה של 100 ליטר לדקה ודיוק בקנה מידה מלא של 1% תהיה שגיאה של 1 ליטר לדקה בין אם הקריאה היא 10 ליטר לדקה או 100 ליטר לדקה. מצד שני, אחוז דיוק הקריאה מחושב על סמך הקריאה בפועל. מד זרימה עם טווח זרימה של 10-100 ליטר/דקה ודיוק קריאה של 1% תהיה שגיאה של 1 ליטר/דקה ב-100 ליטר/דקה ושגיאה של 0.5 ליטר/דקה ב-50 ליטר/דקה. לכן, ברור שבתחום הזרימה הנמוכה, מד זרימה המחושב על פי דיוק הקריאה הוא מדויק יותר מזה המחושב על פי דיוק בקנה מידה מלא.

יכולת החזרה מודדת את היכולת של מכשיר להפיק את אותה תוצאה או קריאה בתנאים זהים, ואינה קשורה לדיוק של מד הזרימה. כמו שאומר הפתגם, "אתה יכול להיות בעל יכולת חזרה גבוהה ללא דיוק גבוה, אבל אתה לא יכול לקבל דיוק גבוה ללא יכולת חזרה גבוהה." יכולת החזרה היא כמו סידור חיצים על מטרה; אולי כולם מתקבצים יחד, אבל עדיף שהם יהיו קרובים יותר לנקודת המבט מאשר לקצוות.

יתר על כן, ליניאריות היא גורם חשוב נוסף המתאר את ביצועי מד הזרימה. הוא מודד את יכולתו של מד הזרימה לשמור על דיוק שצוין לאורך כל טווח הזרימה שצוין. זה בדרך כלל מתבטא כאחוז שגיאה על פני טווח הזרימה של מד הזרימה. אם קצב הזרימה בפועל משורטט כנגד קצב הזרימה המצוין, מד זרימה בעל ליניאריות טובה אמור לייצר קו ישר. באופן אידיאלי, מד זרימה צריך לספק תפוקה ליניארית על פני כל טווח הזרימה. עם זאת, ביישומים מעשיים, גורמים כמו חיכוך, החלקה והפרשי לחץ, עקב עקרונות דינמיקת נוזלים, יכולים להאט או אפילו למנוע ממד הזרימה למדוד את זרימת הנוזל, בהתאם למהירות הנוזל ומאפייני הזרימה.

בשלב זה, היית צריך לצמצם את בחירת מד הזרימה שלך או לזהות אחד מתאים. כעת, כדי להשיג ביצועים אופטימליים ואת הדיוק הנדרש, חיוני לוודא שמד הזרימה מובן ומותקן כהלכה.

תצורת הצינור היא אחד הגורמים המרכזיים שיש לקחת בחשבון בעת ​​התקנת מד זרימה. זה חיוני כי מד הזרימה חייב להיות תמיד מלא בנוזל כדי לספק מדידות מדויקות. יתר על כן, כיוון הצינור חשוב גם הוא, הקובע אם מד הזרימה צריך להיות מותקן אופקית או אנכית. אם הוא מותקן אנכית, הנוזל חייב לזרום מלמטה למעלה כדי להבטיח שמד הזרימה תמיד מלא בנוזל, ומונע הצטברות אוויר בפנים.

מדי זרימה דורשים קטעי צינור ישרים במעלה הזרם ומורד הזרם כדי לקבל פרופיל מהירות יציב. זה חיוני מכיוון שפרופילי מהירות לא סדירים משפיעים על הדיוק והחזרה של מד הזרימה. למתקנים קיימים עשויים שלא להיות מספיק מקום או מתקנים כדי להכיל את חלקי הצינור הישרים הנדרשים; לכן, ויסות זרימה יכול לשמש כחלופה לייצוב פרופיל המהירות על ידי ביטול מערבולת והפרעות.

לבסוף, שמירה קפדנית על כיוון ההתקנה של מד הזרימה חשובה מאוד. לדוגמה, יש להתקין מדי זרימת גלגלי שיניים אליפטיים עם ציר הרוטור במצב אופקי; אחרת, משקל הרוטור ילחץ על מיסב הדחף הקטן התומך בתחתית הרוטור ומפריד בינו לבין תחתית תא המדידה. זה יגרום לבלאי מיסבים מוקדם וחיכוך בין הרוטור לתחתית תא המדידה. דוגמה טובה נוספת היא מדי זרימה אלקטרומגנטיים, אותם יש להתקין בזווית קלה (1 בצהריים או 2 בצהריים) כדי למנוע הצטברות משקעים על אלקטרודות החישה התחתונות. חלק ממוני הזרימה הם חד-כיווניים, כמו מדי הזרימה המכאניים של הציוד האליפטי שלנו, ויש להפעיל אותם בכיוון המצוין על ידי חץ הזרימה; בעוד מדי זרימת הציוד האליפטי האלקטרוני שלנו ומדדי זרימת הטורבינה הם דו-כיווני וניתן להתקין אותם בצנרת מכל כיוון. לקבלת הנחיות התקנה מפורטות עבור מד הזרימה, אנא קרא את מדריך ההוראות לפני ההתקנה.

כדי להשיג מד זרימה פונקציונלי לחלוטין, האפשרות האחרונה לבחור היא כיצד מד הזרימה ממיר את הזרימה לפורמט נתונים שמיש. הדבר תלוי במטרת נתוני הזרימה: בקרת תהליכים, חיוב, דיווח רגולטורי או ניטור. האם יש לתעד את הזרימה, האצווה או הזרימה המצטברת ידנית או אלקטרונית ללוג נתונים או למערכת בקרה?

ראשית, עלינו לקבוע אם המונה צריך להיות מותקן באופן מקומי. אם כן, יש לקחת בחשבון את הטמפרטורה של סביבת היישום, וטמפרטורה זו צריכה לעמוד במגבלות הטמפרטורה של הרכיבים האלקטרוניים. עבור התקנות מרוחקות, חיוני לקבוע אם שיטת השידור היא אנלוגית או דיגיטלית, מכיוון שמכשירים מסוימים עשויים שלא להציע את שתי האפשרויות. בנוסף, יש לאשר את אספקת הכוח באתר ההתקנה, ויש להעריך את התצוגה שנבחרה כדי לקבוע אם היא תומכת במתח -עצמי, בכוח לולאה- או במתח DC חיצוני. אם אין אספקת חשמל באתר, מדי זרימה מכניים או מדי זרימה אלקטרוניים-יכולים להיחשב כחלופות.

בעת בחירת תצוגה אלקטרונית שתתאים למד הזרימה, ודא שדרישות אות הקלט של הצג תואמות למפרט האות של מד הזרימה. לדוגמה, התצוגה חייבת להיות מסוגלת לקבל את התדירות או הפולסים של מד הזרימה לשנייה; אחרת, ייתכן שיהיה צורך בממיר או אביזרים אחרים. יש לקחת בחשבון גורמים אלו במהלך תהליך הבחירה כדי למנוע שינויים מיותרים ויקרים.

יישומי נוזלים מסוימים עשויים לדרוש ציוד עם אישורים רלוונטיים. לדוגמה, מדי זרימה אלקטרוניים הממוקמים בסביבות גז דליק דורשים אישור הפעלה בטוחה. בהתאם לאזור שבו ישמש מד הזרימה, יש לעמוד בדרישות ההסמכה המקבילות לאזור מסוכן. באירופה, הסמכה זו היא ATEX; בצפון אמריקה, זה עשוי להיות FM או CSA; במדינות אחרות, ייתכן שתידרש אישור חברת החשמל. המתקינים והמפעילים אחראים לוודא שמד הזרימה והדלפק עומדים בתקנות האזורים המסוכנים הלאומיים. אישורים אחרים עשויים לכלול הסמכה של הלשכה המטרולוגית (עבור מדידה וחיוב) או אישורים- ספציפיים לתעשייה, כגון אלו הרלוונטיים לתעשיית המזון והמשקאות.

מדי זרימה אולטראסוניים

מדי זרימה קוליים משתמשים בגלים קוליים כדי לחשב את קצב הזרימה בצינור. הם יכולים לשמש למדידת מגוון רחב של נוזלים, כולל מים, גז טבעי, שמן מינרלי, כימיקלים ונוזלים המכילים זיהומים.

יתרונות: למדי זרימה אולטרסאונדים אין חלקים נעים, ולכן הם כמעט שאינם דורשים תחזוקה. מונים אלו גם חסכוניים, בעיקר בגלל שהם קלים להתקנה ולתפעול. יתר על כן, תוצאות המדידה אינן מושפעות מתנודות טמפרטורה קיצוניות או משינויים בצמיגות, בצפיפות או בלחץ. מדי זרימה אלו אינם חוסמים את זרימת הנוזלים, ולכן ניתן להשתמש בהם עם נוזלים סניטריים, מאכלים ושוחקים.

חסרונות: עם זאת, גורם חשוב הוא סידור החיישן במד הזרימה: אחרי הכל, הם רגישים לזיהום ועשויים לדרוש ניקוי קבוע.

דיוק: מדידה אולטרסאונד היא עקרון מדידה מדויק ולא-הרסני. חיישני זרימה קוליים מספקים מדידת זרימה מדויקת עבור מגוון רחב של יישומים, לרבות בקרת תהליכים, ניהול משאבי מים, פרויקטים של מי תהום, ותעשיית האנרגיה, הכימיקלים, המזון והמשקאות, התרופות, המתכות והכרייה, עיסת הנייר והנפט והגז.

מדי זרימה אלקטרומגנטיים

סוג זה של מד זרימה קובע את קצב הזרימה על ידי מדידת שינויים בשדה המגנטי בתוך הצינור. סוגים אלה של מדי מים מנצלים את חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי, ומייצרים שדה מגנטי על ידי הפעלת סליל סביב הצינור.

יתרונות: כמו מדי זרימה קוליים, חיישנים אלקטרומגנטיים אינם חוסמים את זרימת הנוזל. החיישן ממוקם בתוך בית המכשיר: לכן קל לתחזק את הצנרת הפנימית, והסיכון לזיהום החיישן מופחת מאוד. דיוק המדידה אינו מושפע מצמיגות, טמפרטורה ולחץ, והחיישן מגיב ברגישות לשינויים מהירים בקצב הזרימה.

חסרונות: מצריך ידע (משוער) על מוליכות הנוזל. לדוגמה, למי גשמים יש מוליכות נמוכה יותר ממי השתייה. אם המוליכות נמוכה מדי, המדידות עשויות להיות לא מדויקות או אפילו בלתי אפשריות.

דיוק: איזה מד זרימה הוא המדויק ביותר? התשובה היא מד הזרימה האלקטרומגנטי, הרחק קדימה.

מדי זרימה אלקטרומגנטיים מציעים דיוק מדידה גבוה יותר מכל סוג אחר של מד זרימה מכיוון שהם מודדים גם מהירות וגם קצב זרימה בו זמנית. סוג זה של מד זרימה אידיאלי למדידת נוזלים מוליכים כגון מים, חומצות או נוזלים קורוזיביים.

השפעה על הדיוק

קריאה מדוקדקת של הפרטים היא חיונית לתביעות דיוק (או מפרטים) של מכשירים כגון מדי זרימה. הדיוק בדרך כלל יורד באופן משמעותי בקצבי זרימה נמוכים יותר. לדוגמה, אם מכשיר טוען לדיוק של 0.5% מהסקאלה המלאה, יש להכיר בכך שהדיוק בפועל יקטן כאשר תנאי ההפעלה יהיו מתחת להגדרת הסקאלה המלאה.

דרך נוספת לבטא דיוק היא להגדיר אותו כ-±0.5% מהקריאה, למשל, בטווח מסוים של טווח מד הזרימה. בהתאם לשימוש המיועד של מד הזרימה, דיוק נומינלי זה עשוי להיות זניח או יכול להשתנות באופן משמעותי. עבור מדי זרימה המשמשים לחיוב או למטרות אחרות הקשורות להכנסה-, לדיוק עשויה להיות השפעה כספית משמעותית.

נניח שמד זרימה של גלגל ההנעה טוען לדיוק של ±0.5%. עוד נניח שזהו אחוז מקנה מידה מלא, ושקנה מידה מלא הוא 50 רגל לשנייה (ft/s). אם אתה משתמש בקצב זרימה של 6 רגל/שנייה (נפוץ במפעלי טיהור שפכים), הדיוק בפועל יהיה רחוק ממה שאתה מצפה:

0.005 × 50 f/s=±0.25 רגל/שנייה

אם דיוק זה מוחל על קצב זרימה של 6 רגל/שנייה, הדיוק בפועל הוא:

±0.25 / 6 רגל/שניה=±0.0417, או 4.17%

השוואת מד זרימה אלקטרומגנטי עם דיוק של 0.5% מהקריאה למד זרימה דופלר עם דיוק של 0.5% מקנה מידה מלא מניבה תוצאות דומות.

בעיה נפוצה מתעוררת כאשר ערים או עיריות משתמשות בשני סוגים שונים של מדי זרימה. נניח שמד זרימה אחד הוא מד זרימה מגנטי ברמת דיוק גבוהה- הממוקם בתא מדידה, המשמש לניטור קצב זרימת הקולחין של מכון טיהור שפכים; השני הוא מד זרימה דופלר המשמש לניטור קצב זרימת ההשפעה. הדיוק של מדי זרימת דופלר נוטה לרדת ככל שקצב הזרימה פוחת. אפילו למדדי זרימה מגנטיים בעלי דיוק- גבוה יש גבולות קריאה גבוהים ונמוכים ביותר שמתחתם הם לא יפעלו בצורה מדויקת.

הֲדִירוּת

במובנים רבים, יכולת החזרה חשובה אפילו יותר מדיוק. אם קריאת מכשיר שגויה באופן עקבי (לא מדויק אך ניתן לחזור עליו), ניתן לכוונן כדי לקבל את הקריאה הנכונה. עם זאת, אם קריאת המכשיר אינה יציבה, שום כמות של כיול לא יכולה לתקן את הקריאות השגויות שלו.

מכשירי שטח רבים משתמשים כיום בטכניקות איזון כוח (המרת קריאות תהליכים לכוחות הפועלים על חיישני כוח), כגון גבישים פיזואלקטריים, חיישנים קיבוליים ומדדי מתח. טכניקות אלו פועלות על פי העיקרון שאפילו אם נוצר אות חשמלי במוצא המכשיר, המכשיר לא יזוז לאחר הפעלת כוח. נכון לעכשיו, חלק מהתקני מדידה של זרימה, רמה וכימיקלים אינם מבוססים על עקרון איזון הכוחות; עבור מכשירים אלה, בחינת יכולת החזרה שלהם עדיין חיונית. עלייה מתמשכת בחזרתיות מצביעה על תקלה אפשרית במכשיר.

בעוד כיול יכול לשפר את דיוק המכשיר, יכולת החזרה נקבעת בדרך כלל על ידי עיצוב המכשיר.

טווח מדידה ואי ודאות

כפי שהוזכר קודם לכן, יש לקחת בחשבון את טווח המדידה של מכשיר במהלך שלבי הבחירה והגודל בתכנון המפעל. מדי הזרימה המותקנים חייבים להיות מסוגלים לקרוא את טווחי הזרימה השונים הנדרשים למיקום ההתקנה שלהם. לכל הפחות, הם חייבים לעמוד בדרישות הדיוק/החזרה עבור כל קצב זרימת יישום.

אחת הבעיות הנפוצות ביותר בציוד מכשור היא הגזמה של טווח הזרימה שלו. האם אתה שומע לעתים קרובות שמד זרימה יכול לקרוא קצבי זרימה מ-1 עד 100 רגל/שנייה, מה שמעניק אשליה שהוא יכול לקרוא במדויק את קצבי הזרימה על פני כל הטווח?

מה שלעתים קרובות מתעלמים ממנו הוא שלדיוק מד הזרימה יש יחס טווח של 10:1. המשמעות היא שלמד זרימה בטווח של 0 עד 30 Mgd יש דיוק אמיתי בכל הטווח של 3 עד 30 Mgd. מתחת ל-3 Mgd, הדיוק של מד הזרימה יורד.

יתר על כן, לסוגים שונים של מדי זרימה יש יחסי טווח שונים על פני כל טווח הזרימה שלהם. לדוגמה, מד זרימה ונטורי משתמש בדרך כלל בשני משדרים למדידת זרימה. הסיבה לכך היא שמד זרימה ונטורי עם משדר יחיד יכול למדוד במדויק את קצבי הזרימה על פני כל הטווח עם יחס טווח של 6:1. לכן, אם נסתכל על טווח של 0 עד 30 Mgd, הדיוק של מד הזרימה יורד מתחת ל-5 Mgd. הטווח שבו מכשיר עומד בדרישת הליניאריות לאי ודאות נקרא "הטווח" שלו. "אי ודאות" מתייחס לטווח הערכים שבתוכו הערך האמיתי נופל בהסתברות מסוימת. ברמת ביטחון של 95%, אי ודאות של ±1% פירושה שמתוך 100 קריאות, טווח השגיאות של המכשיר הוא בטווח של ±1% עבור 95 קריאות.

טעות נפוצה נוספת מתרחשת במהלך בחירת הציוד. בטיפול בשפכים עירוניים, נהוג להניח שאפס תכולת מוצקים בשפכים.

חלק מהאנשים שואלים לגבי הדיוק של מד זרימה, מד רמה או מכשיר מדידת לחץ, ולאחר ששמעו ערך נמוך, מניחים שלכל הרכיבים הקשורים לאותו מד זרימה יש את אותו דיוק. עם זאת, הדיוק של מד זרימה אינו מייצג את הדיוק של מערכת הזרימה כולה. נוסחה מתמטית הנקראת ריבוע ממוצע (RMS) יכולה לקבוע בצורה נכונה את הדיוק של המערכת כולה. לדוגמה, מד זרימה אלקטרומגנטי המתעד זרימה באופן מקומי שולח אותות אנלוגיים לתחנת העבודה של המפעיל באמצעות בקר לוגי הניתן לתכנות (PLC).

יש לבחון את הדיוק של כל רכיב בנפרד:

מד זרימה אלקטרומגנטי (±0.5%)

משדר מד זרימה אלקטרומגנטי (±0.5%)

כבל חיבור למקליט (±0.01%)

כבל חיבור לבלוק המסוף של לוח הבקרה המקומי (±0.01%)

כרטיס קלט/פלט PLC (I/O) (±0.4%).

לכל רכיב במערכת יש טעות מדידה ואי ודאות משלו, המשפיעים ביחד על הדיוק הכולל של המערכת. ביישומים מעשיים, מערכת הבקרה עשויה להכיל רכיבים נוספים.

כדי להשתמש בשיטת ה-Root mean square (RMS), ריבוע ראשון כל ערך כדי לקבל 0.000025, 0.000025, 0.00000001, 0.00000001 ו-0.000016. לאחר מכן, הוסף את הערכים בריבוע אלה יחד. לבסוף, קחו את השורש הריבועי של הסכום. הדיוק של המערכת כולה הוא בערך ±0.00813, או ±0.813%, לא 0.5%. נוסחת דיוק זו חלה על כל מעגל כימי, לחץ, רמה, טמפרטורה או זרימה בודדים.