في العمليات الصناعية حيث يؤثر قياس تدفق السائل الدقيق بشكل مباشر على الكفاءة والسلامة والتحكم في التكاليف ، غالبًا ما تكون عدادات التدفق التقليدية قصيرة.انسداد من الوسائط اللزجة، والحاجة إلى إغلاق مكلف للصيانة تعاني منذ فترة طويلة من العمليات في قطاعات مثل البتروكيماويات ومعالجة المياه والتصنيع.أدخلوا مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية في يوكوجاوا، وهو حل رائد مثله Ultra YEWFLO-UYF200مبنية على عقود من الخبرة في يوكوغاوا في قياس التدفق (منذ الرائدة في أجهزة قياس تدفق الدوامة في السبعينيات) ، هذه الأجهزة القائمة على الموجات فوق الصوتية تعيد تعريف الموثوقية والدقةوسهولة الاستخدام للتطبيقات السائلةهذه المقالة تجيب على السؤال الحاسم: لماذا تعد مقاييس تدفقات يوكوجاوا بالموجات فوق الصوتية الخيار الرئيسي للفريق الصناعي الحديث؟ سنستكشف تقنياتها المبتكرة وميزاتها الرئيسية،المزايا التقنية، وتأثير العالم الحقيقي عبر الصناعات.

تطور مقاييس تدفق الموجات بالموجات فوق الصوتية في يوكوجاوا: حل النقاط المؤلمة التقليدية
كانت يوكوجاوا رائدة في قياس التدفق لأكثر من 50 عامًا ، حيث أطلقت أول عداد تدفق للدوامة الصناعية (YEWFLO) في عام 1979. بحلول عام 2024 ، كانت الشركة قد شحنت أكثر من 140 ،000 وحدة YEWFLO عالمياًومع ذلك، فإن نماذج YEWFLO التقليدية التي تعتمد على الكشف عن الدوامة القائمة على الإجهاد تواجه قيودًا كبيرة لقياس السوائل:
- حساسية الاهتزاز: اهتزازات الأنابيب (الشائعة في المصافي أو محطات توليد الكهرباء) تشوه القراءات ، مما يؤدي إلى بيانات تدفق غير دقيقة.
- مخاطر الانسداد: السوائل اللزجة أو المخلفات (مثل السائل، الصدأ) عالقة على أجهزة الاستشعار المدمجة، مما يقلل من الحساسية مع مرور الوقت.
- إيقاف التشغيل المكلف: تم بناء أجهزة الاستشعار في أجهزة إلقاء الدوران، مما يعني أن استبدالها يتطلب إيقاف تدفق السوائل وتعطيل العمليات وزيادة وقت التوقف.

لمعالجة هذه الفجوات، طورت يوكوجاوا **Ultra YEWFLO-UYF200**، وهي الرائدة في سلسلة مقاييس تدفقات يوكوجاوا بالموجات فوق الصوتية.القضاء على العيوب التقليدية مع تعزيز الدقة والمرونة.

اليوم، يتم تصنيع مقاييس تدفقات يوكوغاوا بالموجات فوق الصوتية في أربعة منشآت عالمية، مما يضمن جودة ثابتة وتسليم سريع للصناعات في جميع أنحاء العالم.

كيف تعمل مقاييس تدفقات يوكوجاوا بالموجات فوق الصوتية: علم مدعوم بدقة
Yokogawa Ultrasonic Flow Meters operate on two core principles—Karman Vortex Shedding (for flow rate correlation) and ultrasonic phase demodulation (for reliable vortex detection)—working in tandem to deliver precise، قياسات خالية من التداخل.

1. إزالة دوامة كارمان: أساس حساب معدل التدفق
عندما يتدفق السائل من خلال محرك إلقاء الدوران الثابت (عائق ذو شكل خاص داخل أنبوب المقياس) ، تتشكل الدوائر المتناوبة أسفل النهر.وتردد هذه الدوامات ((f)) هو متناسب مباشرة مع معدل تدفق السائل ((Q))، ووصف بواسطة المعادلة:
[ f = K cdot Q ]
هنا ، (K) (عامل K) هو قيمة ثابتة تقريبًا عبر مجموعة واسعة من أرقام رينولدز (مقياس لتضخم السائل) ميزة رئيسية لمقاييس التدفق القائمة على الدوامة.يوكوغاوا تحسين الهندسة شيدر لتحافظ على K-عامل الاستقرار من ± 0.5٪ عبر أرقام رينولدز من 10،000 إلى 300،000 (عند قياس المياه في أنابيب 50 ملم).هذا يضمن الدقة حتى عندما تتغير معدلات التدفق أو لزجة السائل.

2تخريب المراحل بالموجات فوق الصوتية: الابتكار الذي يزيل التداخل
على عكس مقاييس الدوران التقليدية، تستخدم مقاييس تدفقات يوكوغاوا بالموجات فوق الصوتية (وليس أجهزة استشعار الإجهاد) للكشف عن الدوران، مما يلغي الاهتزازات ومشاكل الانسداد. إليك كيفية عملها:
- إرسال الموجات فوق الصوتية: العناصر الكهربائية (المضمنة في حاملات الفولاذ المقاوم للصدأ) تنقل موجات الموجات فوق الصوتية 1.2 ميغاهرتز من خلال جدار أنابيب المقياس.جهاز استقبال على الجانب الآخر يكتشف الموجات.
- التحولات المرحلية الناجمة عن الدوامة: تغير الدوائر المتناوبة اتجاه انتشار الموجات فوق الصوتية ، مما يغير وقت سفر الموجات.هذا يخلق تحول مرحلي متزامن مع تردد الدورانيتم حساب نطاق تحويل المرحلة ((phi)) باستخدام:
[في = frac{2بي f_c D m nu}{C^2} cdot sinomega t]
حيث:
- (f_c) = تردد الموجات فوق الصوتية
- (د) = القطر الداخلي للأنابيب
- (m) = معامل التنظيم (يتم تحديده من خلال تصميم المزلق / جهاز الاستشعار)
- (nu) = سرعة السائل
- (ج) = سرعة الموجات فوق الصوتية في السائل الثابت
- (أوميغا) = تردد زاوية من الدوامات
- معالجة الإشارة: يقوم محول العدادات بتحويل الإشارة المتحولة في المرحلة، وتصفية الضوضاء وتحويلها إلى قراءة تردد دوامة واضحة.يتم استخدام هذه التردد بعد ذلك لحساب معدل التدفق عن طريق معادلة عامل K.

هذا النهج بالموجات فوق الصوتية يقدم فائدتين لتغيير اللعبة:
- مقاومة الاهتزازات: لا تؤثر اهتزازات الأنابيب على نقل الموجات فوق الصوتية، مما يضمن قراءات مستقرة في بيئات الاهتزازات العالية (على سبيل المثال، بالقرب من المضخات أو الضاغطات).

- حساسية التدفق المنخفض: كثافة الإشارة متناسبة مع سرعة السائل (مقابل السرعة في التربيع في أمتار تعتمد على الإجهاد) ،يسمح بقياس دقيق لمعدلات التدفق المنخفضة مثالي للتطبيقات مثل الجرعة الكيميائية أو الكشف عن التسرب.

الميزات الرئيسية لمقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية في يوكوجاوا: تم بناؤها من أجل الموثوقية والسهولة
يوكوجاوا مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية (مثل Ultra YEWFLO-UYF200) تم تصميمها مع الأهداف الصناعية في الاعتبار،و وظائف ذكية تقلل من الصيانة وتزيد من وقت التشغيل.

1بناء صلب لبيئات قاسية
- أجهزة إزالة الدوران المتكاملة: يتم تصنيع أنبوب المتر (المتاحة في أنواع الوافر أو الفلانج) عن طريق الصب الاستثماري ، الذي يدمج أجهزة إزالة الدوران في قطعة واحدة.هذا يقلل من تسرب الموجات بالموجات فوق الصوتية وتخفيف، تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء (S / N) لقراءات أكثر وضوحًا.
- تصميم أجهزة استشعار مقاومة للتسرب: يتم تركيب أجهزة استشعار خارج الأنابيب، مع قسم مصفح بالبوق الذي يمنع الاتصال السائل.الحامض بالليزر YAG يضمن أن حاملات أجهزة الاستشعار مقاومة للشعلة ومقاومة للتآكل.
- التطابق الصوتي: تم تصميم قسم سدادات الأنابيب ومحافظات أجهزة الاستشعار لتكون مضاعفة عدد كامل لـ 1⁄2 من طول الموجة بالموجات فوق الصوتية ((لامبدا)) ، مما يزيد من كفاءة نقل الموجات.أجهزة استشعار سلكونية مقاومة للحرارة للزيت، مما يعزز الأداء الصوتي.

2استبدال أجهزة الاستشعار عبر الإنترنت: لا مزيد من الإغلاق
ميزة متميزة لمقاييس تدفقات يوكوغاوا بالموجات فوق الصوتية هي قدرتها على استبدال أجهزة الاستشعار ** دون إيقاف تدفق السائل **. على عكس أجهزة العداد التقليدية (حيث تكون أجهزة الاستشعار جزءًا من المزلق) ،أجهزة استشعار (يوكوجاوا) خارجية ومتنوعةيمكن للفنيين استبدالها في غضون دقائق، مما يقلل من وقت التوقف غير المخطط له بنسبة تصل إلى 90٪ ويقضي على خسائر الإيرادات من العمليات المتوقفة.

3محولات صغيرة ذكية
- التصميم المدمج: باستخدام الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs) ،يوكوجاوا تقلص المحول لتتناسب مع حجم أجهزة إرسالها الشائعة من سلسلة EJA ٪ خفض الوزن إلى ~ 60٪ من محولات YEWFLO التقليديةهذا يوفر مساحة في لوحات التحكم و يسهل التثبيت.
- تعديل المعلمات التلقائي: تقوم وحدة المعالجة المركزية للمحول بتحسين إعدادات الفلتر، والكسب، وبوابات الكشف تلقائيًا بناءً على حجم الأنابيب وسرعة الموجات فوق الصوتية.هذا يعني أن نموذج محول واحد يعمل لجميع أنواع السوائل وقطر الأنابيب (من خطوط صغيرة 15 ملم إلى أنابيب كبيرة 300 ملم).
- الاتصال الرقمي: لأول مرة في مجموعة عدادات الدوران في يوكوغاوا، يدعم المحول الاتصالات عبر الإنترنت (مثل هارت، مودبوس) والمخرجات التناظرية المتزامنة (420 مآ) ونبض.هذا يسمح بمشاركة البيانات في الوقت الحقيقي مع أنظمة التحكموبرامج التحليل القائمة على السحابة هي مفتاح مبادرات الصناعة 4.0.