اصول کار فلومتر الکترو مغناطیسی

فلومترالکترومغناطیسی(Electromagnetic flowmeter) در محاسبات هدر رفت آب و سایر مکان هایی که با افت کم فشار مواجهند کاربرد دارند البته رسانایی مایع مورد نظر بایستی در محدوده کاری ابن فلومترها باشد .

نحوه کار این فلومتر ها برمبنای اصل فارادی فلومتر مغناطیسی برمبنای اصل القای الکترومغناطیسی فارادی عمل می کند بر مبنای این اصل هنگامی که یک رسانا از میدان مغناطیسی B می گذرد ، ولتاژ E تولید می شود  این ولتاژ متناسب با سرعت رسانا است .

در  فلومترالکترومغناطیسی،(Electromagnetic flowmeter)  برای تولید میدان مغناطیسی ، جریانی به سیم پیچ ها که خارج یا داخل دستگاه تعبیه شده اند ، وارد می شود مایعی که در لوله جریان دارد بعنوان رسانا عمل کرده و باعث القای ولتاژی می شود که متناسب است با سرعت متوسط جریان مایع این ولتاژ بوسیله الکترود های حساسی که درون بدنه فلومتر تعبیه شده ، حس شده و سپس به ترانسمیتر ارسال می گردد ترانسمیتر نرخ جریان حجمی را بر اساس ابعاد لوله محاسبه می کند .

از نظر ریاضی ، قانون فارادی را می توان بدین شکل بیان کرد که : E متناسب است با V x E x L

E  ولتاژ تولید شده در رسانا ، V سرعت رسانا ، B شدت میدان مغناطیسی و L  طول رسانا می باشد  5 مایعی که جریان آن بوسیله فلومتر مغناطیسی محاسبه می شود بایستی از لحاظ الکتریکی رسانا باشد  قانون فارادی بیان می کند که سیگنال ولتاژ خروجی (E)  با شدت میدان مغناطیسی (B)  ، سرعت متوسط مایع (V)  و طول رسانا (D) متناسب است

بنابراین میدان مغناطیسی در سطح مقطع لوله ایجاد خواهد شد اصولا هنگامی که مایع رسانا درون میدان مغناطیسی جریان یابد ، ولتاژ V القا می شود برای محاسبه ی این ولتاژ تولیدی ( که متناسب با سرعت مایع جریان یافته است ) ، دو الکترود از جنس استیل ضد زنگ که برعکس هم قرار داده شده اند ، استفاده می شود .

این دو الکترود که داخل فلومتر تعبیه شده اند ، به مداری الکتریکی وصل می شوند که قابلیت پردازش سیگنال را دارد سیگنال پردازش شده به میکروپروسسوری که جریان حجمی مایع را محاسبه میکند ، وارد می شود .

فرمول فلومتر الکترومغناطیسی

(رابطه 1 )                 E = B L V

E  : ولتاژ القایی

B : چگالی شا میدان مغناطیسی

L : طول رسانا

V : سرعت رسانا

نرخ جریان حجمی (Q) برابر است با :

 Q = (π d 2/4) V      (رابطه 2 )

 : قطر لولهd

  : سرعت متوسط جریانV

از رابطه 1 داریم :

V = E/BL

Q = πd2E/4Bl

Q = KE

 : ثابت اندازه K

بنابراین نرخ جریان حجمی متناسب با ولتاژ القایی است . در کاربرد های عملی بایستی ثابت اندازه برای فلومتر تعریف شود که نحوه انجام آن در راهنمای استفاده محصول ذکر شده است .

محدودیت های فلومتر الکترومغناطیسی

• الف) ازآنجایی که مایع مورد نظر باید حتما رسانا باشد ، جریان گازها ، بخار و مایعات با رسانایی پایین را نمی توان با این فلومتر ها محاسبه کرد .
• ب) برای اینکه خروجی به تغییرات مقاومت مایع حساس نباشد ، مقاومت موثر مایع بین الکترودها نباید از یک درصد امپدانس مدار خارجی ، بیشتر شود .
• ج) این تجهیز گران قیمت است .
• د) از آنجایی که اندازه گیر ، همیشه نسبت حجمی را محاسبه می کند ، حجم هر ماده معلق در مایع نیز محاسبه می شود .
• ی) هنگامی که لوله جریان به شکل افقی در خط لوله نصب می شود ، برای جلوگیری از تاثیر هوای کشیده شده ، الکترودها باید روی قطر افقی باشند .
• و) از آنجایی که نقطه صفر فقط هنگام نبود جریان پدید می آید ، به دریچه های جداسازی نیاز داریم . همچنین ممکن است به یک گذرگاه فرعی جهت عبور جریان هنگام بررسی نقطه صفر نیاز باشد .
• ه) برای وقتی که دریچه های تنظیم بالادست اندازه گیر رسم شده اند ، لوله بایستی پر باشد .

مزایای  فلومتر الکترومغناطیسی

• الف) گرفتگی جریان تقریبا صفر است ، بنابراین این فلومترها می توانند برای محاسبه جریان مواد سنگین و درشت مانند گل ، فاضلاب و خمیر چوب استفاده شوند .

• ب) دراین فلومترها بجز تلفات فشار در طول لوله مستقیمی که فلومتر روی آن نصب شده ، ریزش فشار دیگری وجود ندارد .

• ج) این فلومترها خیلی تحت تاثیر اغتشاشات جریان بالا دستشان نیستند .

• د) این فلومترها عملا از تغییرات چگالی ، فشار ، سرعت و دما تاثیر نمی پذیرند .

• ه) می توانند جریان را در دو جهت محاسبه کنند .

• و) از آنجایی که علاوه بر عایق الکتریکی بودن ، ضد خوردگی نیز هستند ، این فلومترها را می توان برای اکثر اسیدها ، مایعات و عناصر اسفاده کرد

• ی) علاوه بر انسداد کم ، بخاطر لاینرهای پلی اورتانی ، نئوپرنی و لاستیکی ، مقاومت این فلومترها در برابر فرسایش و ساییدگی نیز بالاست . بنابراین برای کار با اسلاری بسیار مناسبند

• ک) از پس جریان های خیلی پایین نیز برمی آیند .

معایب فلومترهای الکترومغناطیسی(Electromagnetic flowmeter)

• الف) فقط برای مایعات با یک حداقل رسانایی مشخص قابل استفاده اند .
• ب) برای رنج نرخ جریان 5% ، دقت اندازه گیریشان ± 1% است .

کاربردهای فلومتر الکترومغناطیسی

بطور کلی این فلومترها برای تمام مایعات با حداقل رسانایی حدود 10 میکرو زیمنس بر سانتی متر قابل استفاده هستند . مایعاتی از قبیل اسلاری ، خمیر چوب ، فاصلاب ، مواد شیمیایی ، آب (بجز آب مقطر در لوله های بزرگ) ، مایعات داغ و مایعات با سرعت بالا (بخصوص در صنایع غذایی) و سیالات برودتی .

 منبع : وبسایت Inst Tools

مترجم : واحد ترجمه پنگان الکترونیک