اصول اندازه گیری فلومتر مغناطیسی

فلومترهای مغناطیسی یا جریان سنج ، یک دبی سنج حجمی است که قابلیت اندازه گیری جریان هر مایع رسانا بدون در نظر گرفتن چگالی، ترکیب شیمیایی، ویسکوزیته یا شرایط سیال را دارد. این دستگاه به طور ایده آل برای کاربردهای فاضلاب و سایر صنایع نظیر شبکه لوله های آب، آبیاری کشاورزی، دارویی، غذایی، آب معدنی، شیر، ماست، کاغذ و … که افت فشار کم را تجربه می‌کنند، استفاده می‌شود.

با بدنه سنسور استیل و لاینینگ تفلون PTMag فلومتر مغناطیسی پریسماتک

اساس کار فلومتر مغناطیسی

فلومتر مغناطیسی بر اساس قانون القای فارادی کار می کند. بر اساس این اصل، هنگامی که جریان رسانا از میدان مغناطیسی عبور کند، ولتاژ E به گونه ای تولید می شود که این ولتاژ متناسب با چگالی میدان مغناطیسی (B)، طول هادی (L) و سرعت سیال (V) است.

E = B*L*V

در فلومتر مغناطیسی، جریانی به سیم پیچ های داخلی یا خارجی کنتور اعمال می شود تا میدان مغناطیسی درون لوله ایجاد شود. مایع عبوری از لوله به عنوان هادی عمل کرده و ولتاژی متناسب با سرعت متوسط جریان القا می کند.

این ولتاژ تولید شده، توسط دو الکترود فولادی ضد زنگ که روی بدنه فلومتر و مقابل یکدیگر نصب شده اند شناسایی شده و به فرستنده ارسال می شود. سیگنال ارسالی توسط فرستنده به یک مدار الکترونیکی پیشرفته جهت پردازش سیگنال منتقل می شود. در نهایت برای محاسبه فلو حجمی مایع، سیگنال پردازش شده وارد ریزپردازنده می شود. فلوی محاسبه شده توسط پردازنده روی نمایشگر فلومتر مغناطیسی نشان داده می شود. توجه به این نکته که جریان مایع داخل لوله بایستی رسانای الکتریکی باشد، بسیار حائز اهمیت است.

ترانسمیتر پریسماتک

محدودیت های جریان سنج های الکترومغناطیسی

• ماده مورد اندازه گیری باید رسانا باشد. بنابراین نمی توان از آن برای اندازه گیری دبی گازها و بخار، فرآورده های نفتی و مایعات مشابه با رسانایی بسیار پایین استفاده کرد.
• این دستگاه بسیار گران قیمت است.
• از آنجایی که فلومتر مغناطیسی همیشه میزان حجم را اندازه می گیرد، حجم هر ماده ناخالصی موجود در مایع نیز لحاظ می شود.
• از آنجایی که بررسی فلوی صفر در صورتی امکان پذیر است که سیال متوقف شود، بایستی از شیرهای تنظیم کننده (منیفولد) استفاده شود.

NBR با بدنه سنسور کربن لاینینگ PTMag فلومتر مغناطیسی پریسماتک

مزایای فلومتر الکترومغناطیسی

• از آنجایی که فلومتر های مغناطیسی به صورت فلنچی نصب شده و جزئی از لوله می شوند، سیال به راحتی جریان پیدا کرده و انسداد جریان تقریباً صفر است؛ بنابراین می توان از این نوع مترها برای اندازه گیری سیال هایی با ویسکوزیته بالا از جمله گل و لای، فاضلاب، خمیر چوب و چسب استفاده کرد.
• تقریبا هیچ گونه افت فشاری در این نوع دبی سنج وجود ندارد.
• اندازه گیری فلو در این دستگاه تحت تأثیر تغییرات چگالی، فشار، ویسکوزیته و دما قرار نمی گیرند.
• این تجهیز مصرف برق بسیار پایینی در حدود ۱۵ وات دارد.
• امکان اندازه گیری جریان سیال به صورت دو طرفه (رفت و برگشت) وجود دارد.
• متریال استفاده شده در فلومتر مغناطیسی علاوه بر اینکه عایق الکتریکی خوبی هستند، در برابر خورندگی مقاوم بوده و برای اکثر اسیدها، بازها و محلول های آبی مناسب هستند.
• از فلومتر مغناطیسی به طور گسترده برای اندازه گیری جریان دوغاب در پمپ صنعتی استفاده می شود؛ زیرا این فلومتر علاوه بر اینکه امکان جاری شدن سیال داخل لوله و عدم انسداد لوله را فراهم می کند، با توجه به جنس بدنه داخلی مانند پلی اورتان، نئوپرن و لاستیک، دارای مقاومت سایشی بالایی بوده و درمقابل خوردگی و فرسایش مقاوم اند.
• آنها قادر به اندازه گیری جریان های بسیار کم هستند.

با بدنه سنسور کربن و لاینینگ تفلون NBR PTMag فلومتر مغناطیسی پریسماتک

معایب جریان سنج مغناطیسی

• این کنتورها فقط برای سیالاتی کاربرد دارند که رسانایی الکتریکی معقولی (بالاتر از ۱۰ میکروزیمنس بر سانتی متر) دارند. استفاده از فلومترهای مغناطیسی بر روی سیالات با رسانایی کم مانند آب دی یونیزه، آب تغذیه دیگ بخار یا هیدروکربن ها می تواند باعث خاموش شدن فلومتر و اندازه گیری دبی صفر شود.
• دقت آن ها حدود ± ۱٪ در نرخ جریان ۵٪ می باشد.

کاربرد های فلومترهای مغناطیسی

از فلومترهای مغناطیسی می توان برای مایعات بهداشتی، کثیف، خورنده و فرسایشی استفاده نمود. تنها نکته قابل توجه در جنس سیال، مایع بودن و رسانا بودن آن است. بنابراین هیدروکربن ها و سیالات گازی را با توجه به ماهیت غیر رسانا و گاز بودن آن ها نمی توان با این تکنولوژی اندازه گیری کرد.

فلومترهای مغناطیسی نیاز به خطوط لوله مستقیم در دو طرف خود ندارد و می توانند در طول­های کوتاهی از لوله نصب شوند. دبی سنج مغناطیسی به طور معمول برای عملکرد صحیح خود به ۵-۳ برابر قطر لوله در بالادست و ۳-۰ برابر قطر لوله در پایین دست به مسیر مستقیم لوله نیاز دارند.

کاربردهای دارای مایعات کثیف را می توان در صنایع آب، فاضلاب و پسماند، فرآوری مواد معدنی، کاغذ و خمیر کاغذ و صنایع شیمیایی یافت. فلومترهای مغناطیسی در صنایع تصفیه آب برای اندازه گیری فاضلاب، آب فرآیند، آب و مواد شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد. در کاربردهای شامل دوغاب فرآیند و جریان مواد سنگین در صنعت معدن، فرآوری مواد معدنی و صنایع کاغذ و خمیر کاغذ می توان از فلومتر مغناطیسی استفاده کرد.

با بدنه سنسور استیل و لاینینگ تفلون NBR PTMag فلومتر مغناطیسی پریسماتک

نکاتی هنگام استفاده فلومترهای مغناطیسی

از فلومتر مغناطیسی برای مایعاتی با ضریب رسانایی الکتریکی در محدوده مینیمم رسانایی به دلیل احتمال خاموشی فلومتر استفاده نکنید. بهتر است از روش هایی برای افزایش ضریب رسانایی مایع نظیر تغییر ترکیب مایع استفاده شود تا هدایت الکتریکی مایع از این محدوده دور گردد.

در کاربرد های متداول، اندازه فلومترهای مغناطیسی به گونه ای انتخاب می شوند که سرعت جریان مایع عبوری حداکثر حدود ۲ الی ۳ متر در ثانیه باشد. شرایط فرایند یا محدودیت های اختلاف فشار ممکن است مانع از توجه به این نکته گردد. به عنوان مثال، در لوله تغذیه جاذبه ای ممکن است نیاز به یک فلومتر مغناطیسی با قطر لوله بزرگتر به منظور کاهش افت فشار باشد تا به راحتی اجاره عبور مقدار مورد نیاز مایع بدون وجود سیستم لوله کشی پشتیبان را بدهد. در این شرایط، در صورتی که دبی جریان ثابت باشد فلومتر بزرگتر نسبت به فلومتر کوچکتر سرعت عبور جریان مایع کمتری خواهد داشت.

برای کاربردهای دوغابی اطمینان حاصل کنید که اندازه فلومترهای مغناطیسی به گونه ای باشد که سرعت دوغاب عبوری بالاتر از ۱ فوت / ثانیه به منظور جلوگیری از رسوب و پر کردن لوله با مواد جامد که می تواند اندازه گیری را تحت تاثیر قرار دهد و سبب توقف جریان شود، باشد. فلومترهای مغناطیسی به منظور کاهش سایش برای مصارف ساینده معمولا با اندازه ای انتخاب می شوند که در سرعت کمتر از ۳ فوت / ثانیه عمل نمایند.