مقياس الكثافة المضمن
تتضمن أجهزة قياس الكثافة التقليدية الأنواع الخمسة التالية:أجهزة قياس كثافة شوكة الرنانة, أجهزة قياس كثافة كوريوليس, أجهزة قياس كثافة الضغط التفاضلي, أجهزة قياس كثافة النظائر المشعة، وأجهزة قياس الكثافة بالموجات فوق الصوتيةدعونا نتعمق في إيجابيات وسلبيات أجهزة قياس الكثافة المتوفرة عبر الإنترنت.
1. مقياس كثافة شوكة الرنانة
المقياس كثافة شوكة الرنانةيعمل وفقًا لمبدأ الاهتزاز. يشبه هذا العنصر المهتز شوكة رنانة ثنائية الأسنان. يهتز جسم الشوكة بفضل بلورة كهرضغطية موجودة عند جذر السن. تكتشف بلورة كهرضغطية أخرى تردد الاهتزاز.
من خلال دائرة إزاحة الطور والتضخيم، يهتز جسم الشوكة بتردد الرنين الطبيعي. عندما يتدفق السائل عبر جسم الشوكة، يتغير تردد الرنين مع الاهتزاز المقابل، بحيث تحسب وحدة المعالجة الإلكترونية الكثافة بدقة.
| المزايا | العيوب |
| جهاز قياس الكثافة سهل التركيب والتشغيل، ولا يتطلب أي عناء صيانة. يمكنه قياس كثافة خليط يحتوي على مواد صلبة أو فقاعات. | لا يعمل مقياس الكثافة بشكل مثالي عند استخدامه لقياس الوسائط التي تكون عرضة للتبلور والتوسع. |
التطبيقات النموذجية
بشكل عام، يُستخدم جهاز قياس كثافة شوكة الرنانة بكثرة في صناعات البتروكيماويات، والأغذية، والتخمير، والأدوية، والمواد الكيميائية العضوية وغير العضوية، بالإضافة إلى معالجة المعادن (مثل الطين، والكربونات، والسيليكات، وغيرها). ويُستخدم بشكل رئيسي للكشف عن الواجهات في خطوط الأنابيب متعددة المنتجات في الصناعات المذكورة، مثل تركيز نقيع الشعير (مصانع الجعة)، ومراقبة تركيز الأحماض والقواعد، وتركيز تكرير السكر، وكشف كثافة المخاليط المُحرَّكة. كما يُمكن استخدامه للكشف عن نقطة نهاية المفاعل وواجهة الفاصل.
2. جهاز قياس الكثافة كوريوليس عبر الإنترنت
المقياس كثافة كوريوليسيعمل هذا النظام على قياس تردد الرنين للحصول على كثافة دقيقة تمر عبر الأنابيب. يهتز أنبوب القياس باستمرار عند تردد رنين معين. يتغير تردد الاهتزاز مع كثافة السائل. وبالتالي، فإن تردد الرنين يعتمد على كثافة السائل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن قياس تدفق الكتلة داخل خط أنابيب محصور مباشرةً بناءً على مبدأ كوريوليس.
| المزايا | العيوب |
| يستطيع جهاز قياس الكثافة الخطي كوريوليس الحصول على ثلاث قراءات لتدفق الكتلة والكثافة ودرجة الحرارة في آنٍ واحد. كما يتميز عن غيره من أجهزة قياس الكثافة بدقته وموثوقيته. | سعره مرتفع نسبيًا مقارنةً بأجهزة قياس الكثافة الأخرى. وهو عرضة للتآكل والانسداد عند استخدامه لقياس الوسائط الحبيبية. |
التطبيقات النموذجية
في صناعة البتروكيماويات، يُستخدم على نطاق واسع في البترول، وتكرير النفط، وخلط الزيوت، وكشف تفاعل الزيت والماء؛ وهو ضروري لمراقبة وضبط كثافة المشروبات الغازية، مثل عصائر العنب والطماطم وشراب الفركتوز، بالإضافة إلى الزيوت الصالحة للأكل، في المعالجة الآلية للمشروبات. وباستثناء التطبيقات المذكورة أعلاه في صناعة الأغذية والمشروبات، يُستخدم هذا النظام في معالجة منتجات الألبان، والتحكم في نسبة الكحول في صناعة النبيذ.
في المعالجة الصناعية، يُستخدم في اختبار كثافة اللب الأسود والأخضر والأبيض، والمحاليل القلوية، واليوريا الكيميائية، والمنظفات، والإيثيلين جليكول، والأحماض والقواعد، والبوليمرات. كما يُستخدم في تعدين المحلول الملحي، والبوتاس، والغاز الطبيعي، وزيوت التشحيم، والمستحضرات الصيدلانية الحيوية، وغيرها من الصناعات.
جهاز قياس كثافة شوكة الضبط
مقياس كثافة كوريوليس
3. مقياس كثافة الضغط التفاضلي
يستخدم جهاز قياس كثافة الضغط التفاضلي (DP) فرق الضغط عبر المستشعر لقياس كثافة السائل. ويعتمد على مبدأ إمكانية الحصول على كثافة السائل بقياس فرق الضغط بين نقطتين.
| المزايا | العيوب |
| يعد جهاز قياس كثافة الضغط التفاضلي منتجًا بسيطًا وعمليًا وفعالًا من حيث التكلفة. | إنه أقل شأناً من أجهزة قياس الكثافة الأخرى فيما يتعلق بالأخطاء الكبيرة والقراءات غير المستقرة. يجب تركيبه بما يتوافق مع متطلبات العمودية الصارمة. |
التطبيقات النموذجية
صناعة السكر والنبيذ:استخلاص العصير، الشراب، عصير العنب، وما إلى ذلك، درجة الكحول GL، واجهة الإيثان والإيثانول، وما إلى ذلك؛
صناعة الألبان:الحليب المكثف، اللاكتوز، الجبن، الجبن الجاف، حمض اللاكتيك، وما إلى ذلك؛
التعدين:الفحم، البوتاس، المحلول الملحي، الفوسفات، هذا المركب، الحجر الجيري، النحاس، الخ.
تكرير النفط:زيوت التشحيم، والمواد العطرية، وزيت الوقود، والزيوت النباتية، وما إلى ذلك؛
معالجة الأغذية:عصير الطماطم، عصير الفاكهة، الزيت النباتي، الحليب النشا، المربى، الخ.
صناعة اللب والورق:اللب الأسود، اللب الأخضر، غسل اللب، المبخر، اللب الأبيض، الصودا الكاوية، إلخ.
الصناعة الكيميائية:الحمض، الصودا الكاوية، اليوريا، المنظفات، كثافة البوليمر، الإيثيلين جليكول، كلوريد الصوديوم، هيدروكسيد الصوديوم، إلخ.
صناعة البتروكيماويات:الغاز الطبيعي، النفط وغسيل المياه بالغاز، الكيروسين، زيت التشحيم، واجهة النفط / الماء.
جهاز قياس الكثافة بالموجات فوق الصوتية
رابعًا: جهاز قياس كثافة النظائر المشعة
جهاز قياس كثافة النظائر المشعة مُزوَّد بمصدر إشعاع نظائر مشعة. يستقبل كاشف الإشعاع الإشعاعي (مثل أشعة غاما) بعد مروره عبر سُمك مُحدد للوسط المُقاس. يعتمد توهين الإشعاع على كثافة الوسط، لأن سُمكه ثابت. يُمكن الحصول على الكثافة من خلال الحساب الداخلي للجهاز.
| المزايا | العيوب |
| يمكن لجهاز قياس الكثافة الإشعاعية قياس معلمات مثل كثافة المادة في الحاوية دون الاتصال المباشر بالكائن الذي يتم قياسه، خاصة في درجات الحرارة العالية والضغط والتآكل والسمية. | إن تراكم الترسبات والتآكل على الجدار الداخلي لخط الأنابيب من شأنه أن يسبب أخطاء في القياس، كما أن إجراءات الموافقة معقدة في حين أن الإدارة والتفتيش صارمة. |
يتم استخدامه على نطاق واسع في البتروكيماويات والكيميائية والصلب ومواد البناء والمعادن غير الحديدية وغيرها من المؤسسات الصناعية والتعدينية للكشف عن كثافة السوائل والمواد الصلبة (مثل مسحوق الفحم المنقول بالغاز) وخام الطين وطين الأسمنت وغيرها من المواد.
ينطبق على المتطلبات عبر الإنترنت للمؤسسات الصناعية والتعدينية، وخاصة لقياس الكثافة في ظل ظروف العمل المعقدة والقاسية مثل الخام والصلبة، والتآكل الشديد، ودرجات الحرارة العالية والضغط العالي.
V. جهاز قياس الكثافة/التركيز بالموجات فوق الصوتية
يقيس جهاز قياس كثافة/تركيز الموجات فوق الصوتية كثافة السائل بناءً على سرعة انتقال الموجات فوق الصوتية فيه. وقد ثبت أن سرعة الانتقال ثابتة مع كثافة أو تركيز محددين عند درجة حرارة معينة. ويؤثر تغير كثافة وتركيز السوائل على سرعة انتقال الموجات فوق الصوتية المقابلة.
تعتمد سرعة انتقال الموجات فوق الصوتية في السائل على معامل المرونة وكثافة السائل. لذلك، فإن اختلاف سرعة انتقال الموجات فوق الصوتية في السائل عند درجة حرارة معينة يعني التغير المقابل في التركيز أو الكثافة. باستخدام المعلمات المذكورة أعلاه ودرجة الحرارة الحالية، يمكن حساب الكثافة والتركيز.
| المزايا | العيوب |
| إن الكشف بالموجات فوق الصوتية لا يعتمد على العكارة أو اللون أو موصلية الوسط، ولا يعتمد على حالة التدفق والشوائب. | سعر هذا المنتج مرتفع نسبيًا، كما أن دقة القياس تختلف بسهولة بسبب وجود فقاعات. كما تؤثر قيود الدائرة الكهربائية والبيئات القاسية في الموقع على دقة القراءات. لذا، يجب تحسين دقة هذا المنتج. |
التطبيقات النموذجية
يُستخدم هذا الجهاز في الصناعات الكيميائية، والبتروكيماوية، والنسيج، وأشباه الموصلات، والصلب، والأغذية، والمشروبات، والأدوية، ومصانع النبيذ، وصناعة الورق، وحماية البيئة، وغيرها. ويُستخدم بشكل رئيسي لقياس تركيز أو كثافة المواد التالية، وإجراء عمليات المراقبة والضبط ذات الصلة: الأحماض، والقلويات، والأملاح؛ والمواد الخام الكيميائية، ومختلف المنتجات النفطية؛ وعصائر الفاكهة، والشراب، والمشروبات، ونقي الشعير؛ ومختلف المشروبات الكحولية، والمواد الخام المستخدمة في صنعها؛ والمواد المضافة المختلفة؛ وتحويل نقل الزيوت والمواد؛ وفصل الزيت عن الماء وقياسه؛ ومراقبة مختلف مكونات المواد الرئيسية والمساعدة.
وقت النشر: ٢٠ ديسمبر ٢٠٢٤
