כיצד פועל מד זרימה עם קלאמפ?

מד זרימה מסוג clamp-on פועל באמצעות טכנולוגיית אולטרסאונד כדי למדוד את מהירות הנוזל הזורם דרך צינור מבלי לדרוש מגע ישיר עם הנוזל. הנה פירוט מפורט של אופן פעולתו:

1. רכיבים מרכזיים
• מתמרים: שני מתמרים קוליים מחוברים לחלקו החיצוני של הצינור. התקנים אלה משמשים גם כמשדרים וגם כמקלטים של גלי קוליים.
• יחידת אלקטרוניקה: מעבדת את האותות מהמתמרים ומחשבת את קצב הזרימה.

2. עקרונות המדידה

ישנם שני עקרונות פעולה עיקריים עבור מדי זרימה מסוג clamp-on: זמן מעבר ואפקט דופלר.

א. עקרון זמן המעבר (הנפוץ ביותר)
• איך זה עובד:
• המתמרים שולחים פולסים אולטרסאונד דרך הצינור בזווית, הן במורד הזרם (עם הזרימה) והן במעלה הזרם (נגד הזרימה).
• גל הקול הנע במורד הזרם נע מהר יותר משום שהוא נעזר בזרימת הנוזל, בעוד שגל הקול במעלה הזרם לוקח לו יותר זמן משום שהוא מתנגד לזרימה.
• ההפרש בזמני המעבר (Δt) בין האותות במורד הזרם למעלה הזרם הוא פרופורציונלי למהירות הזרימה.
• חישוב זרימה:
מד הזרימה מחשב את מהירות הזרימה באמצעות המשוואה: לאחר קביעת המהירות, קצב הזרימה הנפחי מחושב על סמך שטח החתך של הצינור.

ב. עקרון אפקט דופלר
• איך זה עובד:
• גלי אולטרסאונד מועברים לתוך הצינור ומחזירים חלקיקים או בועות בנוזל.
• הגלים המוחזרים חווים שינוי תדר (הזזת דופלר) עקב תנועת חלקיקים אלה עם הנוזל.
• השינוי בתדירות הוא פרופורציונלי למהירות הזרימה.
• מקרי שימוש:
שיטה זו אידיאלית עבור נוזלים המכילים מוצקים מרחפים או בועות גז, כגון שפכים או תרחיף.

3. שלבי ההפעלה
1. הידוק מתמרים על הצינור: המתמרים מהודקים על המשטח החיצוני של הצינור בזווית מדויקת, בהתאם לחומר הצינור, לקוטר ולסוג הנוזל.
2. כיול: המונה מכויל עם פרטים כמו קוטר הצינור, עובי הדופן ותכונות הנוזל (למשל, צפיפות וצמיגות).
3. העברת אותות: המתמרים שולחים ומקבלים גלי קול, והאלקטרוניקה של המונה מנתחת את האותות.
4. חישוב קצב זרימה: המכשיר מחשב את מהירות הנוזל וממיר אותה לקצב זרימה נפחי, המוצג בדרך כלל על המכשיר או מועבר למערכת ניטור.

יתרונות עיצוב החיבור
• לא פולשני: אין צורך לחתוך את הצינור או להפסיק את הזרימה.
• גמישות: ניתן לשימוש על מגוון חומרי צינור (למשל, מתכת, PVC) וגדלים.
• ניידות: לעתים קרובות ניידים לבדיקות נקודתיות או מדידות זמניות.
• תחזוקה מינימלית: אין חלקים נעים או מגע עם הנוזל.

יישומים נפוצים
• חלוקת מים וטיפול בהם.
• ניטור תהליכים תעשייתיים.
• מערכות מיזוג אוויר.
• ביקורות אנרגיה.
• צינורות נפט וגז.

רבגוניות זו הופכת את מדי הזרימה המותקנים בצמיד לבחירה פופולרית בתעשיות שונות למדידת זרימה מדויקת וללא הפרעות.