فلومترهای مغناطیسی

اساس کار فلومتر مغناطیسی:
یکی از روش های اندازه گیری دبی، استفاده از شار مغناطیسی در مایعات رسانا و اندازه گیری ولتاژ القا شده در آن  می باشد. در این روش با ایجاد یک میدان مغناطیسی در مسیر عبور مایع بر اساس قانون القای فاراده در آن ولتاژ القا می گردد، با اندازه گیری ولتاژ القا شده می توان مقدار فلوی سیال را اندازه گیری نمود. در واقع میزان ولتاژ القا شده، تابعی از سرعت سیال است و سرعت سیال  به نوبه ی خود  با مقدار دبی سیال(میزان ماده عبوری در واحد زمان) رابطه مستقیمی دارد.این نوع فلومترها هیچگونه قطعه متحرکی ندارند و می توانند برای اندازه گیری جریانهای بسیار پایین تا جریان های بسیار بزرگ استفاده شوند.فلومترهای مغناطیسی مناسب اندازه گیری هیدروکربن ها و آب های مقطر نیستندو هزینه نگهداری بسیار پایینی دارند.



هنگام عبور سیال از میدان الکتریکی ایجاد شده توسط فلومتر˓ولتاژ ایجاد می شود.برای اندازه گیری ولتاژ تولید شده(که با سرعت سیال عبوری متناسب است)˓دو الکترود که مقابل یکدیگر نصب شده اند استفاده می شوند.این الکترودها به یک مدار الکترونیکی پیشرفته متصل هستندکه قابلیت پردازش سیگنال را دارد.

قانون فاراده:هرگاه یک هادی با طول l با سرعت ستونی v از میدان الکتریکی B عبور می کند˓یک emf ستون بر جهت جریان سیال تولید می شود.
e = Blv …(eq1)

B = چگالی سیلان مغناطیسی (Wb/m2)
l = طول هادی (m)
v = سرعت هادی (m/s)
از رابطه بالا می توان جریان حجمی عبوری را محاسبه کرد:
Q = (πd2/4) v …(eq2)

d = قطر لوله
v = میانگین سرعت سیال
با استفاده از eq1 و eq2 :
v = e/Bl
Q = πd2e/4Bl
Q = Ke
K:ثابت اندازه گیری
از اینرو نرخ جریان حجمی با emf تولیدی متناسب است.ثابت اندازه گیری K نیز در فلومترها وارد می شود که در کاتالوگ های سازندگان موجود است.

پوشش داخلی و الکترودها:

پوشش های داخلی فلومترهای مغناطیسی به منظور عایق سازی میدان القایی ایجاد شده از بدنه عموما از جنس پلاستیک، پلیمر و یا سرامیک انتخاب می شوند و الکترودها نیز می توانند از بین اجناس متفاوت مانند فولاد ضدزنگ، Hasealloy ، تیتانیوم، پلاتینیوم و...انتخاب شوند. با انتخاب صحیح و مناسب نوع پوشش داخلی و جنس الکترودها ،فلومترهای مغناطیسی را می توان برای جریان سنجی انواع دوغاب ها، سیال های کثیف، خمیرها،سیال های غیرنیوتنی، سیال های خورنده، و سایر سیال استفاده نمود.

برای اطلاعات بیشتر در مورد پوشش های داخلی و الکترودها، اینجا کلیک کنید.

اتصالات:

فلومترهای مغناطیسی می توانند در اشکال مختلف(فلنجی،رزوه ای، ویفری و کلمپی ) با توجه به استانداردهای مختلف ساخته شوند.محدودیت سایز برای این نوع از فلومترها وجود ندارد و سایز آنها می تواند از بین  2میلی متر تا 2000میلی متر انتخاب شود.

برای اطلاعات بیشتر در مورد فلنج ها اینجا را کلیک کنید.

برای اطلاعات بیشتر در مورد رزوه ها اینجا را کلیک کنید.

انتخاب فلومتر الکترومغناطیسی:
بهنگام انتخاب فلومترهایث مغناطیسی، باید موارد زیر را در نظر گرفت:
1)آیا سیال رساناست؟
2)آیا سیال و یا دوغاب ساینده است؟
3)ایا به نسخه کامپکت و یا ریموت نیاز است؟
4)چه سیگنال خروجی مطابق با سیستم کنترل مورد نیاز است؟
5)کمینه و بیشینه جریان چقدر است؟
6)کمینه و بیشینه فشار کاری چقدر است؟
7)کمینه و بیشینه دما چقدر است؟
8)آیا سیال عبوری خورنده است؟
9)سایز لوله چقدر است؟
10)آیا خط موردنظر برای نصب فلومتر همیشه پر است؟

کاربرد فلومترهای مغناطیسی:
فلومترهای مغناطیسی برای اندازه گیری جریان سیال های رسانا مانند آب ,اسید,دوغاب و ... استفاده شوند.از آنجایی که این نوع از فلومترها هیچ مانع فیزیکی ندارند ,می توانند برای اندازه گیری طیف وسیعی از سیال ها مانند سیال های خورنده ,کثیف ,خشن و... استفاده شوند.
با انتخاب صحیح متریال ساخت ,این نوع فلومترها را می توان برای اندازه گیری جریان فلوهای بسیار ساینده ,خورنده نیز استفاده کرد.

مزایای فلومترهای الکترومغناطیس:
• عدم وجود مانع این قابلیت را به این نوع از فلومترها می دهد که در رنج وسیعی از سیال های ویسکوز و دارای ذرات معلق استفاده شوند.
• عدم وجود مانع باعث می شود که هیچگونه افت فشاری در این نوع از تجهیزات وجود نداشته باشد.
• تحت تاثیر جریان های معکوس قرار نمی گیرند.
• تغییرات در پارامترهایی نظیر چگالی ,گرانروی ,فشار و دما تاثیری در صحت اندازه گیری این نوع فلومتر ندارد.
• انرژی الکتریکی مصرفی بسیار کمی نیاز دارند.
• می تونند در اندازه گیری دو جهته استفاده شوند.
• می توانند در اندازه گیری بسیاری از اسیدها و مواد خورنده بر اساس نوع پوشش استفاده شوند.
• یک انتخاب هوشمندانه و مناسب برای اندازه گیری اسلاری ها هستند.
• می توانند جریان های بسیار کم را اندازه گیری کنند.

معایب فلومترهای الکترومغناطیس:

• تنها برای سیال هایی که مقدار حداقلی رسانش دارند ,می توانند استفاده شوند.


متدهای کارکرد فلومترهای مغناطیسی:

1) AC Excitation:در این روش مگنت ایجاد شده بوسیله کنداکتور فلومتر، یک شکل موج متناوب است و ولتاژ تولیدی دریافت شده توسط الکترودها نیز یک شکل موج متناوب است. در این روش ولتاژهای سرگردان خود سیال و ولتاژ الکترومکانیکال بین الکترود و سیال ، می توانند باعث اختلال در عملکرد جریان سنجی شوند. علاوه بر این، اثرات خازنی بین مدارهای اندازه گیری و قدرت و همچنین سیم بندی نیز می توانند بر عملکرد فلومتر تاثیر گذار باشند.
از اینرو، تنظیم نقطه صفر فلومتر برای جبران سازی این خطاها بسیار بااهمیت است و به عنوان راه حل مشکلات بالا ارائه شده است.

2) DC Excitation: در این روش با خاموش و روشن کردن مگنت، مقدار نویز را محاسبه کرده و برای جبران سازی سیگنال نهایی از آن استفاده می کنند.
مگنت روشن=سیگنال + نویز
مگنت خاموش=نویز
سیگنال نهایی=سیگنال + نویز – نویز
در این نوع از فلومترها، نیازی به تنظیم نقطه صفر نیست و این عمل به طور اتوماتیک توسط فلومتر انجام می شود.

طراحی های متفاوت فلومترهای مغناطیسی:
1)فلومتر با پوشش های متفاوت برای جریان سنجی سیال های متفاوت.
2)فلومتر با الکترود و یا بدون الکترود
3)فلومتر برای جریان های کم و بسیار زیاد
4)فلومتر برای لوله های که کامل پر نمی شوند.
5)فلومترهای دو وایره.
6)فلومترهای مخصوص سیال ها با رسانایی پایین.
7)فلومترهای مخصوص مکان های با لرزش و نویز زیاد
8)فلومترهای بهداشتی