فلومتر مغناطیسی

مقاله زیر جهت آشنایی با فلومتر مغناطیسی، نحوه عملکرد، فرمول، انواع کاربرد این محصول و نکات مهم در استفاده از جریان سنج های مغناطیسی گردآوری شده است. جهت اطلاع از قیمت فلومتر مغناطیسی با کارشناسان مجرب در تماس باشید.

فلومتر مغناطیسی چیست؟

فلومتر مغناطیسی، فلومتری است که با استفاده از سرعت سیال عبوری از پایپ، فلوی عبوری آن را اندازه گیری میکند. این فلومتر برای سیالات رسانا مناسب است. همچنین با توجه به روش اندازه گیری و دقت بالایی که دارد در صنعت آب و فاضلاب پرکاربرد است. به عبارتی دیگر فلومتر الکترومغناطیسی با استفاده از اصل تولید ولتاژ توسط جریان‌های رسانا درون میدان مغناطیسی، جریان مایعات هادی را در یک لوله اندازه‌گیری می‌کند. در این فرآیند، جریان مایع از لوله عبور کرده و در معرض میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد. این عمل باعث تولید ولتاژ در مایع می‌شود که توسط الکترودها دریافت می‌شود. مقدار ولتاژ تولید شده در مایع بستگی به میزان جریان مایع دارد و با استفاده از این مقدار ولتاژ، میزان جریان مایع به صورت عددی محاسبه می‌شود.

در ادامه ی مقاله بیشتر به جزییات روش اندازه گیری فلومتر الکترومغناطیسی و نکات آن می پردازیم.

فلومتر مغناطیسی چگونه کار میکند؟

فلومتر مغناطیسی بر اساس اصل قانون فارادی عمل می کند، و به یک سیال رسانا، به عنوان مثال، آب حاوی یون، و یک سطح لوله عایق الکتریکی که به آن لاینینگ یا آستری می گویند، نیاز دارد. که این عایق میتواند یک لوله فولادی با روکش پلی آمید (PA)، PVC یا تفلون (PTFE) باشد. در فلومتر مغناطیسی اساس اندازه گیری فلو براساس سرعت عبور سیال از درون پایپ است.

مکانیزم اندازه گیری جریان سنج مغناطیسی

مکانیزم اندازه گیری به این صورت است که دو طرف پایپ قطب های آهنربا را قرار میدهند و در دو طرف دیگر دو عدد الکترود. به طوری که قطب های آهنربا و دو الکترود رو به روی هم قرار گیرند. با عبور سیال رسانا در لوله، و میدان مغناطیسی که به دلیل آهنربا در لوله ایجاد شده است، در اطراف یک الکترود یون های مثبت و در اطراف الکترود دیگر یون های منفی سیال قرار می گیرند، در این حالت ولتاژ القایی ایجاد میگیرد که این ولتاژ رابطه ی مستقیمی با سرعت عبور سیال دارد، به عبارتی هر چه ولتاژ القایی ایجاد شده بیشتر باشد، سرعت عبور سیال از درون لوله بیشتر خواهد بود و یا بالعکس.

فرمول ها در فلومتر مغناطیسی

همانطور که می دانید فلومتر الکترومغناطیسی یک نوع از فلومترها است که برای اندازه‌گیری دبی مایعات رسانا استفاده می‌شود. در فلومتر الکترومغناطیسی، از اصول قانون فارادی و قانون آمپر برای اندازه‌گیری دبی استفاده می‌شود. فرمول‌های مربوط به فلومتر مغناطیسی عبارتند از:

1) قانون فارادی: قانون فارادی بیان می‌کند که در یک محیط مغناطیسی، شدت جریان الکتریکی مستقیماً با میدان مغناطیسی مربوطه به آن محیط مرتبط است. فرمول قانون فارادی به صورت زیر است:

E = -dΦ/dt

در این فرمول، E نشان دهنده شدت جریان الکتریکی، Φ نشان دهنده جریان مغناطیسی و t نشان دهنده زمان است.

2) قانون آمپر: قانون آمپر بیان می‌کند که جریان الکتریکی در یک محیط مغناطیسی، میدان مغناطیسی مربوط به آن محیط را ایجاد می‌کند. فرمول قانون آمپر به صورت زیر است:

B = μI/2πr

در این فرمول، B نشان دهنده شدت میدان مغناطیسی، μ نشان دهنده ضریب مغناطیسی محیط، I نشان دهنده شدت جریان الکتریکی و r نشان دهنده فاصله بین محیط مغناطیسی و محور جریان است.

3) فرمول دبی: فرمول دبی در فلومتر مغناطیسی به صورت زیر است:

Q = Av

در این فرمول، Q نشان دهنده دبی، A نشان دهنده مساحت مقطع محفظه فلومتر و v نشان دهنده سرعت جریان است.

4) فرمول لارجن: فرمول لارجن برای محاسبه دبی جریان همراه با ایجاد میدان مغناطیسی در فلومتر مغناطیسی استفاده می‌شود و به صورت زیر است:

V = KBLv

در این فرمول، V نشان دهنده ولتاژ خروجی، K نشان دهنده ضریب کالیبراسیون، B نشان دهنده شدت میدان مغناطیسی، L نشان دهنده طول محفظه فلومتر و v نشان دهنده سرعت جریان است.

دلیل آستری یا لاینینگ در فلومتر مغناطیسی چیست؟

به دلیل وجود، الکترودها و سیال رسانا در پایپ، برای اینکه بین سیال و الکترود اتصال کوتاه رخ ندهد و بتوان سرعت سیال را اندازه گیری کرد از لاینینگ یا آستری استفاده می شود. این لاینینگ با توجه به نوع سیال عبوری و میزان خورندگی آن، کارایی مدنظر وهم چنین دمای سیال می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال برای سیالی که خورندگی ندارد و دمای آن کمتر از 80 درجه سانتیگراد است می توان از لاینینگ NBR استفاده کرد.

اما برای سیالاتی که خورندگی دارند مانند: اسید یا چسب و یا دمای بالاتر از 100 درجه ی سانتیگراد دارند یا هر دو مورد را دارا هستند می توان از لاینینگ تفلون یا PTFE در فلومتر مغناطیسی استفاده کرد.

نکاتی که باید به آن در استفاده از فلومتر مغناطیسی دقت کرد!

1) در ابتدا به این نکته توجه داشته باشید فلومتر مغناطیسی برای مایعاتی که هدایت الکتریکی آن بیش از 5 میکروزیمنس بر سانتی متر است مانند آب، انواع اسید، چسب و ... مناسب است. به عبارتی فلومتر مغناطیسی برای بخار و گاز و مایعاتی که هدایت الکتریکی ندارند مناسب نیست.

2) رعایت فاصله ی استاندارد فلومتر مغناطیسی نسبت به دستگاه هایی که در اطراف آنها شار مغناطیسی ایجاد می گردد، مانند پمپ ها، موتورها و... مهم است. هرچند به دلیل polarity reverse اثر ولتاژهای مزاحم خنثی می گردد و درصد خطا کاهش می یابد.

3) در استاندارهای مختلف رعایت فاصله های متفاوتی نوشته شده است. اما در بیشتر این استانداردها رعایت فاصله ی یک متری فلومتر مغناطیسی با دستگاه های دارای شار مغناطیسی برای کاهش ولتاژ مزاحم و ایجاد خطا در خوانش فلوی عبوری ذکر شده است.

4) عموماً فلومترهایی مغناطیسی در دو جهت توانایی اندازه گیری فلوی عبوری از پایپ را دارا هستند. این نکته باید حتماً در دیتاشیت محصول بررسی گردد. به عنوان مثال Promag برند E+H در یک جهت توانایی اندازه گیری دارد، اما فلومتر مغناطیسی برند پریسماتک در دو جهت توانایی اندازه گیری فلوی عبوری را دارد. محدودهٔ دمایی این فلومتر مغناطیسی معمولاً تا دمای 150 درجه سانتی گراد است.

5) در پروژه های نفت و گاز هم میتوان از این نوع فلومترها استفاده کرد مخصوصاً در قسمت هایی که با سیال نفت خام بیشتر سروکار دارند. به دلیل وجود املاح مختلف و خاصیت یونی بودن این املاح در نفت خام، امکان استفاده از فلومتر مغناطیسی وجود دارد.

6) فلومترهای مغناطیسی، از دقت خوبی برخوردارند درصد خطایی در حدود 0.5 الی 1 درصد دارند. این نوع فلومترها دارای محدودیت سایز نیستند، تا سایزهای حدود 96 اینچ میتوان از آنها استفاده کرد.

Polarity reverse یا معکوس شدن قطب ها چیست؟ و چرا این اتفاق در فلومتر مغناطیسی رخ می دهد؟

شاید برای شما هم سؤال پیش آمده باشد که چرا قطب ها در فلومتر مغناطیسی معکوس می شوند یا به عبارتی چرا polarity revers رخ می دهد. در بالا به این نکته اشاره شد که با این روش اثر ولتاژهای مزاحم خنثی می گردد. ولتاژهایی که بر روی الکترود ولتاژی القا می کنند. با تغییر قطب به طور مداوم و منظم اثر این ولتاژ مزاحم خنثی می گردد و درصد خطا کاهش می یابد.

فلومتر مغناطیسی در چه صنعت هایی کاربرد دارد؟

تا اینجا یاد گرفتیم که فلومتر مغناطیسی با توجه به نحوه ی اندازه گیری اش، برای سیال رسانا مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به این توضیحات این نوع فلومتر در صنایع آب و فاضلاب، در صنعت اسیدسازی و چسب سازی، صنایع مواد غذایی، داروسازی و پتروشیمی و هر صنعتی که در آن اندازه گیری فلوی سیال رسانا مدنظر باشد، مورد استفاده قرار می گیرد.

فلومتر مغناطیسی برند پریسماتک