فلومتر مغناطیسی و کاربردهای آن

فلومتر مغناطیسی و کاربردهای آن :

فلومتر الکترومغناطیسی ( Electromagnetic Flow Measurement ) 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 : 

• قسمت الکترونیک یا پروسسور
• سیم پیچ ها ایجاد میدان
• الکترودها
• بدنه فلومتر

فلومترهای الکترومغناطیسی معمولاً در دمای حداکثر 80° درجه کار می کنند و با توجه به لایتر داخل فلومتر در کاربردهای مختلف لایتراز جنس تفلون یا هارد رابرو … ساخته می گردد. فلومترالکترومغناطیسی 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 برابری نمایند. واضح است از آنجا 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 فلومترهای 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 بهتر از 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

کاربرد فلومتر مغناطیسی :

• 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

رسانایی الکتریکی

هنگام استفاده از فلومترهای الکترومغناطیسی یک نکته مهم وجود دارد. از آنجا که جریان سنج های الکترومغناطیسی براساس قوانین القای الکترومغناطیسی است ، مایعات رسانا تنها مایعاتی هستند که می توانند جریان را برای آنها تشخیص دهند. اینکه مایع رسانا باشد یا نه با وجود رسانایی الکتریکی تعیین می شود. بنابراین ، هدایت الکتریکی چیست؟
هدایت الکتریکی به طور کلی مقداری است که بیانگر سهولت جریان برق است. مقدار عددی مخالف ، مقاومت است که سطح دشواری جریان برق را بیان می کند. برای واحدها ، از S / cm (سیمن در هر سانتی متر) در درجه اول استفاده می شود. برای تعیین سرعت جریان برق ، الکترودهای 1 سانتی متر مربع با فاصله 1 سانتی متر از یکدیگر قرار می گیرند. با استفاده از آب لوله کشی با سرعت 100 تا 200 میکرو ثانیه در سانتی متر ، آب معدنی با سرعت 500 میکرو ثانیه در سانتی متر یا بیشتر و آب خالص با 0.1 میکرو ثانیه در سانتی متر یا کمتر به عنوان نمونه ، می توان نمونه هایی از هدایت الکتریکی اندازه گیری شده واقعی را ارائه داد.
برای محاسبه رسانایی الکتریکی ، لازم است شرایط مانند مساحت الکترود و فاصله بین الکترودها به درستی محاسبه شوند. به همین دلیل ، محاسبه آن نسبتاً دشوار است. به عنوان یک روش کلی برای تایید رسانایی الکتریکی ، می توان از یک کنداکتیومتر (EC متر) الکتریکی برای انجام این اندازه گیری استفاده کرد.

برای خرید فلومتر الکترومغناطیسی لینک های زیر مراجعه بفرمائید :