تشرح هذه المقالة ما هي مقاييس الدوران. سوف تكتشف معنى مقياس الدوران وأجزائه وكيفية عمل هذه الأداة والأنواع المختلفة لمقاييس الدوران وأخيرًا مزايا وعيوب استخدام مقياس الدوران.
ما هو مقياس الدوران؟
مقياس الدوران هو أداة مختبرية تستخدم لقياس تدفق السائل. ببساطة، مقياس الدوران هو أداة تستخدم لتحديد معدل تدفق السائل.
وبالتالي فإن مقياس الدوران هو نوع من أجهزة قياس التدفق.
تذكر أن التدفق الحجمي أو الإنفاق يتم تعريفه على أنه مقدار التدفق لكل وحدة زمنية يتدفق عبر قسم من الأنبوب.
بشكل عام، يتم استخدام مقاييس الدوران لقياس تدفق السوائل، وعادةً الماء. على الرغم من أنه يمكن استخدامها أيضًا لمعرفة تدفق الغاز.
أجزاء من مقياس الدوران
مقياس الدوران عبارة عن أنبوب مخروطي الشكل، عادة ما يكون مصنوعًا من الزجاج أو البلاستيك، وبداخله جزء يسمى العوامة التي تتحرك عموديًا لأعلى ولأسفل اعتمادًا على تدفق السائل.
وبالتالي فإن أجزاء مقياس الدوران هي كما يلي:
- الطفو : هو الجزء الموجود داخل مقياس الدوران. يتحرك العوامة عموديًا في مقياس الدوران وفقًا لمعدل تدفق السائل، فكلما زاد معدل التدفق، زاد ارتفاعه. هذا هو الجزء من مقياس الدوران الذي يحدد قيمة تدفق السائل.
- مقياس : يشير إلى قيمة التدفق المقاس. سيحدد حد التعويم خط المقياس الذي يتوافق مع تدفق السائل.
- الدليل : الجزء الموجود داخل مقياس الدوران الذي يتحرك من خلاله العوامة. يتم استخدامه للتأكد من أن العوامة تتحرك عموديًا.
- أنبوب القياس : الأنبوب الذي يتحرك فيه العوامة، ويتكون من جسم مقياس الدوران.
- المحطة السفلية : هذا هو الحد الأدنى للطفو. عندما لا يتم قياس أي تدفق، تظل العوامة في حالة سكون في هذا الوضع.
- الوقف العلوي : هو الحد الأعلى للطفو. يوصى بعدم وصول العوامة إلى المحطة العلوية لتجنب التلف.
كيف يعمل مقياس الدوران؟
بمجرد أن رأينا تعريف مقياس الدوران وما هي أجزائه، سنرى تشغيل هذا الجهاز الشائع جدًا في المختبرات.
عندما يتدفق السائل عبر مقياس الدوران، تؤثر قوتان على العوامة. من ناحية، يؤثر السائل بقوة رأسية لأعلى، ومن ناحية أخرى، يكون وزن العوامة عبارة عن قوة رأسية تدفعه لأسفل. ومن ثم، فإن تشغيل مقياس الدوران يعتمد على إيجاد نقطة التوازن بين القوة التي يؤثر بها السائل وقوة وزن العوامة.
كما رأينا في القسم أعلاه، يتكون مقياس الدوران من أنبوب مخروطي الشكل، وبالتالي فإن قسم الأنبوب يزداد كلما ارتفع العوامة. ونتيجة لذلك، تتناقص السرعة والقوة التي يؤثر بها السائل على العوامة.
وهكذا ترتفع العوامة، وفي الوقت نفسه ستنخفض قوة المائع على العوامة، حتى تعادل القوة المذكورة قوة وزن العوامة. في هذا الوقت، ستبقى العوامة في حالة توازن وتتوقف عن الحركة.
بمجرد أن تصبح العوامة ثابتة، يجب أن تنظر إلى مقياس مقياس الدوران، الذي تمت معايرته مسبقًا، لقراءة قياس التدفق. ستكون قيمة التدفق هي الرقم الموجود على المقياس الذي يتزامن مع الحد الأعلى للطفو.
باختصار، كلما ارتفع معدل التدفق، زاد ارتفاع العوامة في مقياس الدوران. وبمجرد استقرار العوامة عند نقطة ما، فإن القيمة التي يشير إليها المقياس الدوار ستكون قيمة تدفق السائل.
ملحوظة: للتشغيل الصحيح لمقياس الدوران، يجب أن يكون في وضع رأسي. وإلا فإن القياس المحدد بواسطة مقياس الدوران سيكون غير صحيح.
أنواع أجهزة قياس الدوران
هناك عدة أنواع من مقاييس الدوران اعتمادًا على المواد المستخدمة والاستخدام. أدناه يمكنك رؤية الأنواع المختلفة لمقاييس الدوران:
- مقياس دوار التطهير – مقياس دوار للسوائل ذات معدلات التدفق والكثافات المنخفضة.
- مقياس دوار زجاجي – مقياس دوار أنبوبه مصنوع من الزجاج. يستمر هذا النوع من مقياس الدوران لفترة أطول ويسمح لك بتصور الجزء الداخلي من الأنبوب.
- مقياس دوار بلاستيكي – مقياس دوار بلاستيكي. وهي غير مكلفة وتدوم لفترة أطول من الأنواع الأخرى من أجهزة قياس الدوران، ولكنها ليست مفيدة لمعدلات التدفق الكبيرة.
- مقياس دوار معدني : مقياس دوار مثالي للتدفقات عند درجات الحرارة والضغوط العالية. نطاق القياس الخاص به واسع جدًا بشكل عام.
- مقياس الدوران الالتفافي : مقياس الدوران الذي يستخدم فقط لقياس معدل التدفق في الغشاء.
- مقياس دوار أكريليك : مقياس دوار ذو قطر صغير مفيد جدًا لقياس التدفق بدقة.
- مقياس الدوران مع محولات الطاقة الكهربائية : يستخدم هذا النوع من مقياس الدوران نظامًا مغناطيسيًا لتتبع التغييرات الناتجة عند مدخل تدفق الأنبوب.
- مقياس دوار محول الطاقة الهوائية : يقوم هذا النوع من مقياس دوار الطاقة بإجراء قياسات باستخدام آلية مغناطيسية.
مزايا وعيوب مقياس الدوران
في هذا القسم الأخير سوف نقوم بتحليل مزايا وعيوب مقياس الدوران، لأنه، بسبب خصائصه، أفضل من الأنواع الأخرى من أدوات القياس في حالات معينة.
مزايا مقياس الدوران هي كما يلي:
- لا يتطلب مقياس الدوران طاقة كهربائية. الميزة الكبيرة لمقاييس الدوران هي أنها لا تحتاج إلى أي طاقة خارجية لاستخدامها، ويعتمد تشغيلها على مبدأ ميكانيكي.
- إنها أداة مختبرية بسيطة جدًا للاستخدام.
- مقياس الدوران هو جهاز رخيص مقارنة بالعدادات الأخرى.
- مقياس الدوران خطي عمليًا، مما يجعل قراءة القياس أسهل.
من ناحية أخرى، فإن مقياس الدوران لديه العيوب التالية:
- يتطلب مقياس الدوران المعايرة. ولذلك، فإن مقياس مقياس الدوران لن يكون فعالا إلا لمادة معينة. إذا تم تغيير السائل، فيجب أيضًا تغيير مقياس الدوران أو إعادة معايرته.
- لإجراء القياس، يجب أن يكون مقياس الدوران موجهًا رأسيًا تمامًا. في الواقع، يعتمد تشغيل مقياس الدوران على قوة الجاذبية المؤثرة على العوامة.
- من السهل ارتكاب خطأ في قراءة القياس، لأنه من الصعب أن يظل الطفو ثابتًا تمامًا، فهو يتحرك قليلاً. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون حد التعويم في منتصف علامتين على مقياس الدوران.
- بشكل عام، لا يمكن إجراء القراءة تلقائيًا بواسطة آلة، ولكن يجب قراءة القياسات يدويًا.
- إذا كان السائل داكنًا جدًا، فقد يجعل ذلك قراءة القياس أمرًا صعبًا.