Elektromanyetik Debimetre Nasıl Çalışır? Prensip, Kurulum ve Seçim

Manyetik akış ölçer veya manyetik akış ölçer - olarak da adlandırılan bir elektromanyetik akış ölçer -, dolu bir borudaki iletken sıvıların akış hızını ölçer. Bulacaksınelektromanyetik akış ölçerlersu ve atık su arıtma, kimyasal işleme, yiyecek ve içecek, kağıt hamuru ve kağıt ve madencilik bulamaç hatlarında. Mühendislerin buna ulaşmalarının nedeni pratiktir: akış yolunda hareketli parça yoktur, dolayısıyla sıvının elektriği iletmesi ve borunun dolu kalması koşuluyla sayaç, mekanik sayacı tıkayacak veya yıpratacak - kirli, aşındırıcı veya aşındırıcı sıvılar aracılığıyla okumaya devam eder.

Bu kılavuz önce çalışma prensibini açıklar, ardından bu prensibin magmetrenin nereye sığacağına, nasıl kurulacağına ve satın almadan önce neyi teyit edeceğinize nasıl karar verdiğini gösterir.

Kısacası:Manyetik bir akış ölçer Faraday'ın indüksiyon yasasını uygular. İletken sıvı, hareketli bir iletken görevi görür; Sayacın içindeki manyetik alandan geçerken akış hızıyla birlikte yükselen ve düşen küçük bir voltaj üretir. Boru duvarındaki elektrotlar bu voltajı alır ve delik çapı sabit olduğundan verici, hızı hacimsel akış hızına dönüştürür. Yalnızca sıvı elektriği ilettiğinde ve boru dolu olduğunda çalışır.

Elektromanyetik Akış Ölçer Nedir?

Elektromanyetik akış ölçer, iletken sıvılar için hacimsel bir akış cihazıdır. Borudaki bir rotor, dişli, türbin veya tıkanıklık yerine sıvı hareketini algılamak için manyetik alan ve bir çift elektrot kullanır. Sıvının kendisi hareketli iletkendir: Sayacın gövdesi içindeki manyetik alandan akarken, sayacın okuduğu ve hıza dönüştürdüğü küçük bir voltaj üretir. Delik çapı bilindiği için verici hacimsel akışı hesaplar.

Aynı alet çeşitli adlarla anılır: - elektromanyetik akış ölçer, manyetik akış ölçer, mag ölçer, magmetre ve iletken-sıvı akış ölçer. Hepsi aynı ölçüm prensibini tanımlar.

Elektromanyetik Debimetre Çalışma Prensibi (Faraday Yasası)

Çalışma prensibi şunlara dayanmaktadır:Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasası: Bir iletken manyetik alan içerisinde hareket ettiğinde, iletken üzerinde bir gerilim indüklenir. Magmetrede iletken metal bir çubuk değildir -, ölçüm tüpü içerisinde hareket eden iletken sıvıdır.

İndüklenen voltaj sıvının ortalama hızıyla orantılıdır. Daha hızlı akış daha güçlü bir sinyal üretir; Daha yavaş akış daha zayıf bir akış üretir. Basitleştirilmiş ilişki:

İndüklenen voltaj=manyetik alan kuvveti × elektrot mesafesi × akış hızı

Bu üç terimden ikisi ölçüm cihazının tasarımıyla sabitlenmiştir. Alan gücü sürücü elektroniği tarafından sabit tutulur ve elektrot mesafesi tüp tarafından ayarlanır. Bu, sayacın çözmesi gereken tek değişken olarak hızı bırakır -, voltajın ona verdiği tam olarak budur.

Sıvı Neden İletken Olmalı?

Faraday yasası yalnızca hareket eden iletkenin gerçekten iletken olması durumunda kullanılabilir bir sinyal üretir. Bir sıvıda iletkenlik çözünmüş iyonlardan (-) tuzlardan, asitlerden ve minerallerden gelir. Musluk suyu, atık su ve çoğu proses çözümü, kolayca ölçülebilecek kadar iyon taşır. Yağlar, gazlar, buhar ve ultra saf veya deiyonize su genellikle bunu yapmaz. İletkenliği neyin yükselttiği veya düşürdüğüne ilişkin arka plan bilgisi için,Sudaki elektriksel iletkenliğin USGS açıklamasıaçık bir astardır, ancak seçim için asıl önemli olan sayı, ilgili ölçüm cihazının veri sayfasında yazılı olan minimum iletkenliktir.

Hızdan Hacimsel Akış Hızına

Mag ölçer, hacmi doğrudan algılamaz -, hızı algılar. Verici, hacimsel akış oluşturmak için ölçülen ortalama hızı deliğin sabit-kesit alanı (Q=v × A) ile çarpar. Bu nedenle vericinin içindeki boru{5}}çapı parametresinin gerçek sayaç deliğiyle eşleşmesi gerekir: yanlış bir çap, her okumayı hatanın karesi kadar yukarı veya aşağı ölçeklendirir. Magmetre okumasının diğer bazı teknolojilerden farklı olarak sıvı yoğunluğundan ve viskozitesinden büyük ölçüde bağımsız olmasının nedeni de budur.

Mag Ölçer Sıvı Hareketini Nasıl Akış Sinyaline Dönüştürür?

Ölçüm net bir sırayla gerçekleşir:

• Sayacın gövdesindeki bobinler, ölçüm tüpü boyunca ve sıvı boyunca bir manyetik alan oluşturur.
• İletken sıvı bu alandan geçerken küçük bir voltajı indükler.
• Borunun karşıt taraflarındaki elektrotlar voltajı alır. Sinyal küçüktür, dolayısıyla temiz algılama ve iyi topraklama maddesi vardır.
• Verici gürültüyü filtreler, ölçüm cihazının geometrisini telafi eder ve voltajı hıza dönüştürür.
• Verici hacimsel akışı hesaplar ve bunu - tipik olarak 4–20 mA, darbe, frekans, RS485 Modbus veya HART olarak görüntüler veya iletir.

Manyetik Akış Ölçer Ana Bileşenleri

Ölçüm Tüpü

Sıvının aktığı bölüm. Tam-geçişli bir tasarımda iç çap boru hattıyla eşleşir, bu da basınç kaybını düşük tutar ve mekanik tıkanmayı önler.

Manyetik Bobinler

Bunlar manyetik alanı oluşturur. Bu alanın kararlılığı, ölçümün ne kadar tekrarlanabilir olabileceğini doğrudan sınırlar.

Elektrotlar

Elektrotlar indüklenen voltajı okur ve sıvı tarafından ıslak kalmalıdır. Boru boşsa veya kısmen doluysa okuma bozulur. Elektrot malzemesinin sıvı - standardına uygun olması gerekir. 316L paslanmaz çelik, su ve çoğu atık su için uygundur, ancak agresif kimyasalların Hastelloy, titanyum veya tantal gibi alaşımlara ihtiyacı vardır. -Eğilimli ortamın kaplanmasında,elektrot bakımı ve temizliğioperasyon planının bir parçası haline gelir.

Astar

Astar, tüpü sıvıdan yalıtır ve gövdeyi korur. Yaygın seçenekler arasında sıvıya, sıcaklığa, basınca ve aşınmaya göre seçilen PTFE, PFA, sert veya yumuşak kauçuk, poliüretan ve neopren yer alır. Yanlış astar şişebilir, paslanabilir veya aşınıp ölçüm ömrünü kısaltabilir.doğru astar malzemesinin seçilmesisonradan akla gelen bir karar değil, spesifikasyon-aşamasında verilen bir karardır.

Verici

Verici sensöre güç verir, sinyali işler, akışı hesaplar ve ekranı ve çıktıları bir PLC'ye, SCADA sistemine veya toplayıcıya yönlendirir. Sensörün üzerine (kompakt) veya titreşim, ısı, su baskını riski veya zayıf erişimin ayrı bir muhafazayı daha iyi bir seçenek haline getirdiği yerlere uzaktan monte edilebilir.

Elektromanyetik Debimetre Hangi Sıvıları Ölçebilir?

Seçimin ilk kuralı: magmetre yalnızca iletken sıvıları ölçer. Aşağıdaki tablo tipik medyayı üç gruba ayırmaktadır.

Minimum İletkenlik: Seçmeden Önce Kontrol Edilmesi Gerekenler

"Yeterince iletken" en yaygın seçim hatasıdır, bu nedenle kendi çekini kazanır. İletkenlik genellikle santimetre başına mikrosiemens (μS/cm) cinsinden belirtilir. Sıradan musluk ve proses suyu genellikle yüzlerce µS/cm - seviyesinde standart bir magmetrenin ihtiyaç duyduğu birkaç µS/cm değerinin rahatlıkla üzerinde bulunur. Mineralden arındırılmış su, buhar yoğunlaşması ve yüksek-saflıktaki proses suyu, özel bir düşük-iletkenlik modeli veya tamamen farklı bir ölçüm cihazı gerektirecek kadar düşebilir.

Bir modele başlamadan önce:

• Veri sayfasında ölçüm cihazının belirtilen minimum iletkenliğini bulun - endüstri varsayılanını varsaymayın.
• İletkenlik sıcaklıkla değiştiği için sıvınızın iletkenliğini gerçek çalışma sıcaklığında ölçün veya tahmin edin.
• Kenar boşluğu bırakın. Sınır değerleri seyreltme, sıcaklık ve mevsimsel değişikliklerle birlikte değişir.
• Sınıra yakınsanız, tahminde bulunmak yerine, tedarikçinizden tam sıvı miktarınızı doğrulamasını isteyin.

Astar ve Elektrot Seçim Kılavuzu

Astar ve elektrotlar sıvıyla sürekli temas halinde olan iki parçadır, dolayısıyla hem doğruluğu hem de servis ömrünü artırırlar. Aşağıdaki eşlemeler bir başlangıç ​​çerçevesidir - her zaman kimyasal-uyumluluk tablosuna ve gerçek sıcaklık, basınç, konsantrasyon ve katı madde yüklemesine göre doğrulanır.

Doğruluğu Etkileyen Kurulum Faktörleri

Sağlıklı bir manyetik ölçüm cihazında saha hatalarının çoğu prensibin kendisinden ziyade kuruluma dayanır.

Boruyu Dolu Tutun

Elektrotların ıslatılması gerekir, bu nedenle borunun dolu olduğu yere monte edin. Katı maddeleri veya havayı taşıyan sıvılar için genellikle yukarıya doğru dikey akış tercih edilir, çünkü deliği dolu tutar ve tortuyu engeller. Hattın havanın toplandığı en yüksek noktasından kaçının ve aşağıya doğru serbest-boşaltma kısımlarından kaçının.

Metreyi Düzgün Topraklayın

Sayaç çok küçük bir voltaj okuduğundan topraklama isteğe bağlı değildir - zayıf topraklama gürültü ve başıboş okuma olarak kendini gösterir. Boru malzemesine bağlı olarak topraklama halkalarına, topraklama elektrotlarına veya topraklama kayışlarına ihtiyacınız olabilir; plastik, astarlı ve yalıtımlı borular neredeyse her zaman ekstra dikkat gerektirir. Sorunlu bir kurulumda yalnızca tek bir şeyi doğru yapmak için zamanınız varsa, bu genellikletopraklamayı doğru yapmak.

Sayaca Kararlı Bir Akış Profili Verin

Pompalar, kontrol valfleri, dirsekler ve redüktörler, okumayı bozan girdap ve türbülans yaratır. Sayacı bu tür rahatsızlıklardan uzak tutun ve üreticinin talimatlarına uyun.yukarı ve aşağı yönde düz-çalışma gereksinimleri. Alanın dar olduğu durumlarda, yalnızca uygun olan konum yerine girdap ve hava sürüklenmesini en aza indiren konumu seçin.

Kaçınılması Gereken Kurulum Hataları

• Hava ceplerinin oluştuğu boru tesisatının en yüksek noktasına montaj.
• Borunun boşalmasını sağlayan aşağı doğru veya{0}serbest bir boşaltma akışına kurulum.
• Plastik veya astarlı borudaki topraklama halkalarının atlanması.
• Sayacın bir pompanın hemen aşağı akışına yerleştirilmesi veya vananın kısmen açılması.
• Kısmen doldurulmuş bir boruyu kabul etmek ve okumanın geçerli olmasını ummak.

Daha kapsamlı bir-başlangıç ​​öncesi kontrol listesini sayfamızda bulabilirsiniz.elektromanyetik debimetre kurulum notları.

Uygulama Örnekleri (Saha Notları)

Prensip tüm işlerde aynıdır; değişen şey, hangi detayın sizi ısırmasıdır. Gerçek kurulumlardan birkaç örnek:

• Belediye atık su hattı

• Burada nadiren sorun sayaç prensibinden kaynaklanır: - boş-boru koşulları, pompadan sonra hava sürüklenmesi ve kötü topraklama. Tipik bir uyum, kauçuk astarlı, 316L elektrotlu ve SCADA'ya 4–20 mA artı RS485 çıkışlı, borunun dolu olduğu doğrulanarak dikey olarak monte edilen bir DN100 hattıdır.

•  

• Kimyasal dozaj hattı

• Malzeme uyumluluğu hakimdir. Astarın (genellikle PTFE/PFA) ve elektrotların (genellikle Hastelloy veya tantal) eşleştirilebilmesi için kimyasal adı, konsantrasyonu ve sıcaklığı sağlayın; "paslanmaz" bir varsayılan, haftalar içinde başarısız olabilir.

•  

• Gıda-kullanımına uygun / CIP su

• Sıhhi bağlantılar, yüzey kalitesi ve sıcak-yerinde-temizlik döngüleri için derecelendirilmiş bir astar, akış aralığı kadar önemlidir.

•  

• Madencilik bulamacı

• Aşınma öldürücüdür. Astarın dayanıklılığı (poliüretan yaygındır) ve sinyal gücü değil elektrot aşınması hizmet ömrünü belirler.

Elektromanyetik Debimetre ve Diğer Debi Ölçerler

Güçlendirme için Mag Meter ve Ultrasonik Karşılaştırması

Yenileme projelerinde seçim genellikle erişime ve sıvı türüne göre yapılır. Ultrasonik ölçüm cihazına-bir kelepçe, boruyu kesmeden veya akışı durdurmadan takılır; bu, canlı bir ana - üzerinde çekicidir ancak güvenilir bir şekilde okunması için temiz, iyi-tanımlanmış bir sıvıya ve iyi bir boruya ihtiyaç duyar. Bir manyetik ölçüm cihazı, bir makara parçasına ve takılması için bir kapatmaya ihtiyaç duyar, ancak katı maddeleri dikkate almaz ve kirli veya iletken proses sıvıları üzerinde daha istikrarlı bir okuma sağlar. Sıvı, katıları iletiyor ve taşıyorsa, mag metre genellikle uzun-vadeli stabilite açısından kazanır; Hattı kıramıyorsanız veya sıvı temizse ultrasonik karşılaştırmaya değer. Bu değiş tokuşları-daha derinlemesine ele alıyoruzultrasonik ve elektromanyetik akış ölçerler.

Doğru Elektromanyetik Debimetre Nasıl Seçilir?

Aşağıdakilerden ne kadar fazlasını sağlayabilirseniz, tavsiye sadece boru boyutunuz yerine prosesinize o kadar yakın olur. Her öğe, yapılandırmayı değiştirdiği için mevcuttur:

• Sıvı adı ve bileşimi - astar ve elektrot malzemesini yönlendirir.
• Minimum iletkenlik -, teknolojinin çalıştığını bile doğrular.
• Boru boyutu ve malzemesi - metre boyutunu ve topraklama yaklaşımını ayarlar.
• Minimum, normal ve maksimum akış -, ölçüm cihazını yalnızca çizgi için değil, gerçek aralık için de boyutlandırır.
• Sıcaklık ve basınç -, astar ve conta seçimini sınırladı.
• Katı maddeler, kabarcıklar, kaplama veya aşınma - astarı, elektrotları ve montajı etkiler.
• Gerekli doğruluk -, bir standardı premium yapılandırmadan ayırır.
• Mevcut düz boru uzunluğu - konumunuzun kabul edilebilir olup olmadığına karar verir.
• Bağlantı türü - flanş, levha, dişli, sıhhi kelepçe veya ekleme.
• Çıkış sinyali - 4–20 mA, darbe, RS485 Modbus, HART veya röle.
• Güç kaynağı - şebeke, düşük-voltaj veya pil.
• Ortam - IP derecesi, uzak ekran, patlamaya- dayanıklı veya sıhhi onay.

Yapılandırılmış bir izlenecek yol için notlarımıza bakın.Elektromanyetik debimetre seçimi için önemli noktalar. Hazır olduğunuzda yapabilirsinizbaşvuru ayrıntılarınızı bize gönderinve bir modeli ve konfigürasyonu yukarıdaki koşullarla eşleştireceğiz.

Sorun Giderme: Belirti, Olası Neden, Önce Kontrol Edin

Kalıcı bir arızanın peşindeyseniz, rehberimizyaygın elektromanyetik debimetre arızaları ve tedavisiher vakayı sırayla inceliyor.

Elektromanyetik Debimetreler Hakkında SSS

Elektromanyetik debimetre için minimum iletkenlik nedir?

Çoğu standart mag metrenin yalnızca birkaç µS/cm'ye ihtiyacı vardır ve sıradan su bunun çok üzerindedir. Kesin rakam modele göre belirlenir; bu nedenle veri sayfasını okuyun ve sıvınızın minerali alınmış, yoğunlaşmış veya başka şekilde düşük-iletkenliğe sahip olması durumunda kenar boşluğu bırakın.

Bir mag metrenin ne kadar düz boruya ihtiyacı vardır?

Bu, yukarı akış bozukluğuna ve modele bağlıdır; bu nedenle, tek bir genel kural yerine üreticinin belirttiği yukarı akış ve aşağı akış düz-çalışma gereksinimlerini takip edin. Sayacı mümkün olduğu kadar pompalardan, vanalardan ve dirseklerden uzak tutun.

Topraklama halkalarına ihtiyacım var mı?

İletken metal borularda bitişik astarsız boru bazen toprak yolunu sağlayabilir. Plastik, astarlı veya yalıtımlı borularda, sıvının elektriksel olarak ölçüm cihazına referanslanması için neredeyse her zaman topraklama halkalarına veya topraklama elektrotlarına ihtiyacınız vardır.

Magmetre kısmen dolu bir boru üzerinde çalışabilir mi?

Standart bir mag ölçer bunu yapamaz. Elektrotlar ıslatılmalı ve delik dolu olmalıdır; kısmi dolum dengesiz veya yanlış okumalara neden olur. Kısmen dolu hatların bu durum için özel olarak tasarlanmış bir ölçüm cihazına ihtiyacı vardır.

Sıvım için hangi astarı seçmeliyim?

Astarı kimyaya, sıcaklığa, basınca ve aşınmaya göre eşleştirin: su ve yumuşak bulamaç için kauçuk, aşındırıcı bulamaç için poliüretan ve agresif kimyasallar ve sıhhi işler için PTFE veya PFA. Son seçimi bir uyumluluk tablosuna göre onaylayın.

Yerleştirme ve satır içi mag ölçüm cihazları arasındaki fark nedir?

Birsatır içi (tam- delikli) mag ölçerakışın tamamını taşır ve standart, en doğru seçimdir. Birekleme-tip mag ölçerbir sonda aracılığıyla yerel hızı ölçer; büyük borulara takılması daha ucuzdur ancak genellikle daha az hassastır ve akış profiline daha duyarlıdır.

Elektromanyetik debimetre yağı, gazı veya buharı ölçebilir mi?

Hayır. Çoğu yağ-iletken değildir ve gaz, hava ve buhar iletken bir yol taşımaz. Bunlar için akışkana bağlı olarak türbin, Coriolis, oval dişli, vorteks veya ultrasonik teknolojilere bakın.

Elektromanyetik debimetre atık su için iyi midir?

Evet - en yaygın seçimlerden biridir çünkü hareketli parçaları yoktur ve askıda katı madde içeren iletken sıvıları tolere eder. Tam-boru montajı, topraklama ve sağ astar yine de ne kadar iyi performans göstereceğini belirler.

Mag ölçerin doğruluğunu neler etkiler?

Topraklama, sınıra yakın iletkenlik, kısmen dolu bir boru, elektrot kaplaması, hava kabarcıkları, yanlış boru{0}}çapı ayarı, kötü montaj konumu ve uygun olmayan malzemeler genel suçlulardır.

Temel Çıkarımlar

Manyetik bir akış ölçer, hareket eden iletken bir sıvıda bir voltaj indükler (Faraday yasası), bunu elektrotlar aracılığıyla okur ve bilinen delik alanını kullanarak hızı hacimsel akışa dönüştürür. Su, atık su, bulamaç ve birçok kimyasal çözelti için düşük-bakım gerektiren, yoğunluk-bağımsız bir iş makinesidir- ancak gaz, buhar, yağ veya iletken olmayan-sıvıları ölçemez ve dolu bir boruya, sağlam topraklamaya ve doğru astar ve elektrotlara bağlıdır.

Önce sıvıya (iletkenlik ve kimya), ardından boru ve akış aralığına, ardından bağlantıya, çıkışa ve çevreye göre seçime karar verin. Bu ayrıntıları tedarikçinize ilettiğinizde öneri yalnızca boru çapına değil, prosese de uyacaktır.

FlowT'nin akış{0}}enstrümantasyon mühendisliği ekibi tarafından tipik endüstriyel kurulum ve seçim uygulamaları temel alınarak yazılmış ve incelenmiştir. Malzeme, doğruluk, iletkenlik ve çıktı özellikleri modele ve çalışma koşullarına göre değişiklik gösterir -, ürün veri sayfasına ve uygulamanıza göre onaylayın.

Referanslar

• ISO 20456:2017 - İletken sıvılar için elektromanyetik akış ölçerlerin kullanımına ilişkin kılavuz
• Encyclopaedia Britannica - Faraday'ın indüksiyon yasası
• ABD Jeolojik Araştırması - İletkenlik (elektriksel iletkenlik) ve su