فلومتر مغناطیسی و کاربرد آن

پیش گفتار

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
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