سبد خرید خالی
کالاتجهیز - برچسب: فلومتر مغناطیسی

فلومتر مغناطیسی Electromagnetic Flow Measurement :

فلومترهای الکترومغناطیسی به کمک اندازه گیری تغییرات شارمغناطیسی در اثر سرعت سیال جاری می توانند مقدار فلو را با دقت قابل قبولی اندازه گیری کنند. درحقیقت با ایجاد شار مغناطیسی در سیال عبوری از فلومتر و اندازه گیری آن می توان به یک فلومترالکترومغناطیسی دست پیدا کرد.


 ساختمان فلومترمغناطیسی Electromagnetic Flow Measurement:


    قسمت الکترونیک یا پروسسور
    سیم پیچ ها ایجاد میدانی
    الکترودها
    بدنه فلومتر


فلومترهای الکترومغناطیسی معمولاً در دمای حداکثر80° درجه کار می کنند و با توجه به لایتر داخل فلومتر در کاربردهای مختلف لایتراز جنس تفلون یا هارد رابرو ... ساخته می گردد.


فلومتر الکترومغناطیسی بر اساس قانون القای فارادی براساس اگر جسم هادی درون یک میدان مغناطیسی حرکت کند ولتاژ در دو سرهائی القا می شود این ولتاژالقایی متناسب با سرعت هادی خواهد بود.
کاربرد این روش را محدود به سیالات رسانا می کند.


درچند دهه ی گذشته پس ابداع تکنولوژی ساخت فلومترهای الکترومغناطیسی، تکنولوژی های دیگرمانند فلومترهای اولتراسونیک ultra sonic flow meters ، فلومترهای توربینی Turbine flow – meters  و غیر ابداع گردید.
ولی هیچ یک از این تکنولوژی ها، تا کنون نتوانسته اند با دقت قابل اعتماد بودن مقادیر قرائت شده فلومترهای الکترومغناطیسی برابرنمایند. واضح است ازآنجا که سرعت در نقاط مختلف سطح مقطع لوله، متفاوت می باشد (پروفیل سیال)، سرعت واقعی در هر سطح مقطع، میانگین سرعت کلیه نقاط آن می باشد. علت دقت بالای کنتورهای مغناطیسی آن است که دبی لحظه ای اندازه گیری شده، میانگین دبی لحظه ای میلیون ها نقطه داخل استوانه کنتوراست که دائماً درحال اندازه گیری می باشند. بعنوان نمونه در فلومترهای اولتراسونیک با دو سنسور، دبی اندازه گیری شده همواره میانگین دبی نقاط مختلف در روی مسیرحرکت سیگنال بین دو سنسوراست نه نقاط داخل کل حجم لوله در نتیجه بهترین دقت فلومترهای اولتراسونیک با دو سنسور 1± تا 3± درصد حداکثرمقدارقابل قرائت فول اسکیل    (FS: Full Scale) می باشد. درحالی که دقت فلومترهای الکترومغناطیسی بهتراز 0.5± تا 0.2± درصد می باشد.

اصول اندازه گیری در فلومترهای الکترومغناطیسی:


برطبق قانون فارادی می باشد. قاعدتاً هرجسم هادی که یک میدان مغناطیسی را قطع نماید، در داخل آن جسم ولتاژ القا خواهد شد که متناسب خواهد بود با شدت میدان مغناطیسی ، زاویه ی برخورد جسم هادی با میدان مغناطیسی و بالاخره سرعت عبور آن جسم از درون میدان حال با توجه به ثابت بودن شدت میدان و زاویه برخورد در عمل ولتاژ القا شده در داخل ماده هادی متناسب با سرعت حرکت سیال خواهد بود.


u=k * B * D * V


 u:ولتاژ القا شده متحرک
K : مقدار ثابت ضریب
B: شدت میدان مغناطیسی
V: سرعت حرکت متحرک درون میدان مغناطیسی


V=u/(k *B*D)
 

index

 

بنابراین با توجه به ثابت بودن ضرایب D , B , K  اندازه گیری ولتاژ اخذ شده از پروب ها سرعت V بدست می آید که با ضریب این فاکتوردرسطح مقطع فلومتر S  میزان حجم کل عبور سیال Q  بصورت لحظه ای بدست می آید.


Q=V * S


Q: میزان حجم انتقال داده شده
V: سرعت
S: سطح مقطع کنتور


با فرض اینکه سرعت برحسب m/s و سطح مقطع برحسب m2 می باشد. در نتیجه بر طبق رابطه ی بالا m3/s = m2 × m/s
حجم انتقالی یا دبی (Q) برحسب m3/s خواهد بود. با توجه به اعمال ضرایب مختلف می توان واحدهای مختلف دبی مانند   lit/s , lit/min ,m3/h  و ... را از فلومتردریافت  کرد . دربعضی از مواد با توجه به ضرایب وزن و حجمی می توان یک فلومتررا بعنوان اندازه گیری جرم انتقالی مورد استفاده قرار داد. واحدهای مورد استفاده دراین حالت, g/s , kg/s , kg/h, ton/hو ...  می باشد.
جهت اندازه گیری با این روش بایستی ضریب هدایت الکتریکی مایع بیش از 5 µs  در سانتی متر باشد . توضیح آن که آب شرب وقتی یکبار تقطیرشده دارای رسانایی بیش از 5  میکروزیمنس در سانتی متر مربع می باشد.


Conductivity >5 µs /cm


کاربردهای فلومتر مغناطیسیElectromagnetic Flow Measurement:

  • تاسیسات آب فاضلاب، خروجی سدها، چاه ها، ایستگاه های پمپاژ، خطوط آبرسانی شهری و روستایی همچنین اندازه گیری آب خام ، شرب یا تصفیه شده ، هرزآب ، فاضلاب و...
  •  صنایع شیمیایی ، اسیدها، سودهای سوزآور، سرشین ، چسب
  • صنایع غذایی، آب معدنی، شیر، ماست، دوغ، ملاس، شیره چغندر
  •   صنایع دارویی
  • صنایع فلزی / معدنی
  • صنایع کاغذ / خمیرکاغذ
  •  صنایع دریایی 
  • صنایع شبکه لوله های آب / مدیریت نشست آب
  • صنایع آبیاری کشاورزی
  • صنایع اندازه گیری / خرید و فروش آب
  • فلومتر الکترو مغناطیسی مشهد دقیق

Thurleman در سال 1939 دبی سنج الکترو مغناطیسی را  اختراع  کرد. از آن موقع تا امروزه در صنعت از این دسته دبی سنج خیلی استفاده می شود.

 

کارکرد فلومتر مغناطیسی به شرح زیر است:

کارکرد دبی سنج مغناطیسی بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی میباشد. طبق قانون فارادی در میدان مغناطیسی رسانای متحرک  ولتاژ القا می شود.

E=kBDV

E همان میزان ولتاژی است که القا شده و  با عرض رسانا D  ،سرعت رسانا V، و قدرت میدان مغناطیسی B رابطه مستقیم دارد.

 

flow-meter

 

 

 

در جهت مقابل لوله سیم پیچهای میدان مغناطیسی واقع شده اند و میدان مغناطیسی  را ایجاد می کنند. زمانی که مایع رسانای فرآیندی از درون میدان با سرعت میانگین V میرود، ولتاژ القا شده را الکترودها نمایان می کنند.فاصله بین الکترودها  عرض و پهنای رسانا را مشخص می کند. پوشش داخلی ایزوله کننده باعث جلوگیری از اتصال کوتاه سیگنال به دیواره های لوله میشود.

flow-meter1.jpg

 

نظر به اینکه قدرت میدان به صورت ثابت کنترل می شود و با ثابت بودن میزان فاصله بین الکترودها ،سرعت مایع رسانا بر حسب قانون فارادی تنها متغیر در این روش میباشد. پس سرعت مایع مستقیما با ولتاژ خروجی E متناسب است.

 

V=E/kBD

 

با درنظر گرفتن این که از فرمول زیر  دبی حجمی سیال محاسبه میگردد

 

Qv=V*D2*π/4

 

داریم:

Qv=( E/kBD )*D2*π/4

flow-meter2.jpg.gif

 

 

دبی سنجهای الکترومغناطیسی از قانون القای الکترو مغناطیسی فارادی برای آشکارسازی سرعت دبی سیال استفاده می کنند.

flow-meter3.jpg

 

flow-meter4.jpg

بنابراین سیال باید هادی الکتریکی باشد نه مغناطیسی.

از سازندگان این تجهیزات می توان به شرکتهای Rosemount, Krohne, ABB, E&H, Siemens اشاره کرد.

 

مزیت دبی سنجهای مغناطیسی

مزیت دبی سنجهای مغناطیسی در این است که آنها مانع یا محدودیتی در مقابل جریان ندارند و بنابراین افت فشاری ایجاد نمی کنند و نیز شامل قسمت متحرکی که مستهلک شود، نیستند. در کاربردهایی که ذرات جامد معلق در سیال وجود دارد می توان از این نوع دبی سنج استفاده کرد. با توجه به اینکه در این روش از نمونه برداری فشار نیز استفاده نشده است امکان مسدود شدن دبی سنج وجود ندارد. دبی سنج مغناطیسی نرخ دبی حجمی عبوری را در دمای خاص، مستقل از تاثیرات گرانروی، چگالی، فشار یا آشفتگی اندازه می گیرد. مزیت دیگر این روش در این است که بعضی از انواع دبی سنجهای مغناطیسی قادر به اندازه گیری در دو جهت هستند.