Az elektromágneses áramlásmérő egy áramlásmérő, amelyet a csőben lévő folyadék áramlási sebességének mérésére használnak. Az ilyen típusú eszközök az elektromágneses indukció Faraday-törvényén alapulnak,{1}}amikor egy vezető mágneses térben mozog, indukált feszültség keletkezik.
Az elektromágneses áramlásmérőben mágneses mező keletkezik, amelyet a csövön átáramló folyadékba vezetnek be, és a cső falán elhelyezett elektródákon feszültségjelet indukálnak. Faraday törvénye kimondja, hogy a generált feszültség egyenesen arányos a folyadék áramlási sebességével. Minél gyorsabban áramlik a folyadék, annál nagyobb a generált feszültség.
Sok más áramlásmérő technológiától eltérően az elektromágneses áramlásmérő által generált jel lineárisan kapcsolódik az áramlási sebességhez. Ezért az elektromágneses áramlásmérők hatótávolsága a pontosság feláldozása nélkül elérheti a 20:1-et vagy még magasabbat is.
Hogyan működik az elektromágneses áramlásmérő?
Az elektromágneses áramlásmérőt általában egy csőbe szerelik be, és egy tekercses csőből és a folyadék mozgása által generált indukált feszültség kimutatására szolgáló elektródákból áll. Amikor egy vezetőképes folyadék átfolyik egy D átmérőjű csövön, és áthalad egy tekercs által generált B mágneses mezőn, az elektromágneses indukció Faraday törvénye szerint az elektródák között keletkező feszültség (E) arányos a folyadék sebességével (V). Mivel a mágneses tér sűrűsége és a csőátmérő rögzített értékek, egyetlen kalibrációs együtthatóba (K) kombinálhatók, így egyszerűsítve az egyenletet:
E=KV
Az áramlási sebesség eloszlásában a különböző pontokon jelentkező különbségeket a jel súlyozási együtthatója kompenzálja. Továbbá kompenzáció érhető el a mágnestekercs alakjának úgy beállításával, hogy a mágneses fluxus azon a ponton érje el a maximumát, ahol a jelsúlyozási együttható a legalacsonyabb.
A gyártók minden elektromágneses áramlásmérőhöz úgy határozzák meg a K-tényezőt, hogy minden egyes áramlásmérőn vízkalibrációt végeznek. A kapott K-érték bármely más vezetőképes folyadékra alkalmazható, és lineáris összefüggést mutat az áramlásmérő teljes mérési tartományában. Ezért az áramlási csövet jellemzően csak egy áramlási sebességre kalibrálják. Az elektromágneses áramlásmérők képesek kétirányú áramlást mérni, mivel az áramlási irány megfordítása megváltoztatja a jel polaritását, de az amplitúdóját nem.
Előfordulhat, hogy a vízvizsgálattal kapott K-érték nem alkalmazható nem-newtoni folyadékokra (a viszkozitás-sebességre vonatkoztatva) vagy mágneses iszapokra (mágneses részecskéket tartalmaznak). Az ilyen típusú folyadékok befolyásolhatják a csövön belüli mágneses térerősséget. Mindkét típusú folyadék esetében fontolóra kell venni az online kalibrálást vagy a speciális kompenzációs terveket.
Az elektromágneses áramlásmérők általános alkalmazásai
Az elektromágneses áramlásmérők képesek érzékelni a tiszta, többfázisú, poros, korrozív, koptató vagy viszkózus folyadékok és iszapok áramlási sebességét, feltéve, hogy a vezetőképesség meghaladja az adott kialakításhoz szükséges minimumot. Nagy pontosságuk, megbízhatóságuk és a vezetőképes folyadékok áramlási sebességének mozgó alkatrész nélküli mérési képességük miatt ezeket az eszközöket széles körben használják a különböző iparágakban.
Néhány kulcsfontosságú alkalmazás a következőket tartalmazza:
Víz- és szennyvízkezelés
Az elektromágneses áramlásmérők kiválóak a tiszta víz, a nyers szennyvíz, az iszap és a kezelési folyamatokban használt vegyszerek kezelésében.
Nagy pontosságot és nulla nyomásesést kínálnak, ami elengedhetetlen a nagy-települési vízgazdálkodáshoz.
Mivel nincsenek mozgó alkatrészeik, rendkívül ellenállóak a szennyvízben lévő törmelékekkel és szilárd részecskékkel szemben.
Vegyi feldolgozás
Az elektromágneses áramlásmérők képesek korrozív folyadékok, például savak, lúgok és egyéb vegyi oldatok mérésére anélkül, hogy önmagukban károsodnának.
Korrózióálló{0}}lineáris anyagokat, például PTFE-t és PFA-t használnak, hogy ellenálljanak az erősen korrozív vegyi anyagok eróziójának. Az akadálytalan áramlási út megakadályozza az eltömődést és az ülepedést.
Élelmiszer- és Italipar
Tej, sör, gyümölcslé, szirup és egyéb, higiéniai feltételeket igénylő{0}}minőségű folyadékok áramlási sebességének mérésére szolgál.
Az elektromágneses áramlásmérők higiénikus szerelvényekkel, például rozsdamentes acéllal tervezhetők, hogy megfeleljenek az FDA és az EHEDG szabványoknak.
Nem{0}}invazív kialakítása biztosítja, hogy ne szennyeződjön vagy ne zavarja a gyártási folyamatot.
Cellulóz- és papíripar
Képes kezelni a nagy-viszkozitású és rostos folyadékokat, például cellulóz- és bevonóoldatokat.
A mozgó alkatrészek hiánya minimális kopást jelent,{0}}még a koptató iszap kezelésekor is.
Stabil mérési eredményeket biztosít a folyadék sűrűségének és összetételének ingadozása esetén is.
Bányászat és Ásványfeldolgozás
Ásványi iszapok és csiszolófolyadékok áramlási sebességének mérésére szolgál extrakciós és finomítási műveletekben.
Robusztus felépítése lehetővé teszi, hogy ellenálljon a zord környezeti feltételeknek.
A koptató részecskék által okozott mechanikai kopás hiánya hosszú távú megbízhatóságot és alacsony karbantartási költségeket biztosít.
Áramtermelés (hűtővíz és kazán tápvíz)
Általában hőerőművekben és atomerőművekben használják a hűtővíz és a tápvíz áramlási sebességének figyelésére.
Nagy{0}}méretű csöveket tudnak kezelni, és nagy-pontosságú méréseket biztosítanak az áramlás figyeléséhez és a hatékonysági számításokhoz.
A mozgó alkatrészek hiánya azt jelenti, hogy magas{0}}hőmérsékletű környezetben is működhetnek, és rendkívül alacsony karbantartást igényelnek.
Gyógyszerészet és biotechnológia
A tiszta víz, az oldószerek és a gyógyszerhatóanyagok áramlási sebességének{0}}nagy pontosságú mérésére szolgál.
A steril kialakítású elektromágneses áramlásmérők, amelyek kompatibilisek a -helyi gőzzel/helyi gőzzel végzett tisztítással, ideálisak gyógyszerészeti alkalmazásokhoz.
Az érintésmentes{0}}mérés biztosítja a sterilitást és az ipari előírásoknak való megfelelést.
Mezőgazdaság és öntözőrendszerek
Kiválóan alkalmas a víz, műtrágya és növényvédőszer-oldatok áramlási sebességének ellenőrzésére öntözőrendszerekben.
Alacsony{0}}nyomású rendszerekben is működhet jelentős nyomásveszteség nélkül.
Hosszú élettartamuk és rendkívül alacsony karbantartási igényük költséghatékony választássá teszik{0}}a mezőgazdasági alkalmazásokhoz.
Olaj és Gáz
A termelt víz, a sóoldat befecskendezése és a vegyszeradagok monitorozására szolgál az upstream és a downstream műveletekben.
Ideálisak ezekhez az alkalmazásokhoz, mivel képesek nagy pontossággal mérni a vezetőképes folyadékokat.
A robbanásbiztos-és veszélyes terület-minőségű kialakítás biztosítja a biztonságos működést olajmezőkön.
Acél- és fémipar
Folyamatos öntési és hengerművi műveletek során a hűtővíz áramlási sebességének figyelésére szolgál.
Pontos áramlási leolvasást biztosít magas hőmérsékleten, mechanikai hiba nélkül.
Eltömődés vagy teljesítményromlás nélkül képes kezelni a vízköves{0}}vizet.
Alkalmazási szempontok a mágneses áramlásmérőkhöz
Ne működtesse a mágneses áramlásmérőt a vezetőképességi határértékei közelében, különben az áramlásmérő leállhat. Figyelembe kell venni a folyadék összetételének és működési körülményeinek változásait, mivel ezek megváltoztathatják a folyadék vezetőképességét.
Tipikus alkalmazásokban a mágneses áramlásmérőt úgy kell méretezni, hogy az áramlási sebesség maximális áramlásnál körülbelül 2-3 méter legyen másodpercenként. A nyomáskülönbség korlátozásai és a folyamat körülményei miatt ez az általános irányelv nem alkalmazható. Például a gravitációs-táplálású csővezetékeknél nagyobb mágneses áramlásmérőkre lehet szükség a nyomásesés csökkentése érdekében, ami lehetővé teszi, hogy a szükséges mennyiségű folyadék áthaladjon az áramlásmérőn anélkül, hogy eltömítené a csővezetékrendszert. Ebben az alkalmazásban egy nagyobb áramlásmérő kisebb folyadéksebességet biztosít azonos áramlási sebesség mellett, mint egy kisebb áramlásmérő.
Zagyos közegek esetében elengedhetetlen annak biztosítása, hogy az elektromágneses áramlásmérő nagyobb sebességgel működjön, mint a szilárd anyag ülepedési sebessége, nehogy a cső megteljék szilárd részecskékkel, ami befolyásolhatja a mérési eredményeket és áramlási zavarokat okozhat. A koptató közegekhez használt elektromágneses áramlásmérőket általában úgy tervezték, hogy alacsony áramlási sebességgel működjenek a kopás csökkentése érdekében. A koptató iszapos közegben, bár a kopás növekszik, az áramlásmérőnek a szilárdanyag ülepedési sebességénél nagyobb sebességgel kell működnie. Ezek a tényezők megváltoztathatják az áramlásmérő tartományát, ezért méretei eltérhetnek az azonos mennyiségű tiszta vízhez használt áramlásmérőkétől.
