ابزار دقیق آداک فرایند سپهر

آیا از کاربرد و مزایای دبی سنج ها که بیش از هر تجهیز دیگر ابزار دقیق در صنعت کاربرد دارند خبر دارید؟ آیا می‌دانید فلومترهای مغناطیسی دارای دقت اندازه‌گیری بالایی هستند؟ در این مقاله از آداک فرایند سپهر به معرفی کامل فلومترهای الکترومغناطیسی، اصول عملکرد، انواع، کاربردها و نحوه نصب آن‌ها می‌پردازیم تا با این دستگاه پرکاربرد و راه‌های بهینه‌سازی کارکرد آن بیشتر آشنا شوید.

فلومتر الکترومغناطیسی چیست؟
فلومتر الکترومغناطیسی (Magnetic Flowmeter) نوعی دبی سنج حجمی است که به کمک قانون القای مغناطیسی فارادی، فلوی سیالات رسانا را اندازه‌گیری می‌کند. این دستگاه‌ با ایجاد میدان مغناطیسی در مسیر حرکت سیال، می‌توانند سرعت و دبی سیال عبوری را بصورت دقیق شناسایی کنند. از فلومترهای الکترومغناطیسی عمدتاً در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، کشاورزی، آب و فاضلاب و صنایع غذایی استفاده می‌شود.

مگمترها فقط می‌توانند سیالات رسانا را تشخیص دهند. همچنین با اندازه‌گیری تغییرات شار مغناطیسی در اثر سرعت سیال جاری، می‌تواند مقدار فلو عبوری را با خطای بسیار پایین تشخیص و اندازه‌گیری کند.

اصول عملکرد فلومتر مغناطیسی
فلومترهای الکترومغناطیسی با استفاده از قانون فارادی (هنگامی که یک ماده رسانا درون میدان مغناطیسی حرکت کند، در آن ولتاژی القا خواهد شد) کار می‌کنند. این ولتاژ به سرعت عبور سیال کاملا وابسته است، که با استفاده از الکترودهایی که در دیواره فلومتر نصب شده‌اند اندازه‌گیری می‌شود.

بدلیل ثابت بودن شدت میدان مغناطیسی و زاویه برخورد سیال، ولتاژ القا شده متناسب با سرعت عبور سیال خواهد بود. این ولتاژ توسط ترانسمیتر به یک سیگنال استاندارد (مانند 4 تا 20 میلی‌آمپر) تبدیل شده و به سیستم کنترل منتقل می‌شود تا بصورت لحظه‌ای وضعیت دبی سیال را مانیتور کند.

بزبان تخصصی‌تر کیفیت اندازه‌گیری در این دستگاه‌ها به شدت میدان مغناطیسی، زاویه‌ی برخورد سیال هادی با میدان مغناطیسی و سرعت عبور سیال از درون میدان بستگی دارد. حال با توجه به ثابت بودن شدت میدان و زاویه برخورد، در عمل ولتاژ القا شده در الکترودها با سرعت حرکت سیال متناسب خواهد بود.

نحوه و اصول کار فلومتر الکترومغناطیسی | آداک فرایند سپهر
با توجه به تصویر بالا، اگر یک سیال رسانا از طریق لوله‌ای با قطر مشخص از طریق چگالی میدان مغناطیسی B که توسط سیم پیچ‌ها ایجادشده جریان یابد، مقدار ولتاژ UI در الکترودها، متناسب با سرعت V سیال است. از آنجایی که چگالی میدان مغناطیسی و قطر لوله مقادیر ثابتی هستند، می توان آنها را در یک ضریب کالیبراسیون K ترکیب کرد. در این صورت معادله ولتاژبرابر با E = KV خواهد بود.

ضریب K توسط سازندگان فلومتر مغناطیسی از طریق کالیبراسیون بوسیله آب تعیین می‌گردد. مقدار K بدست آمده برای هر مایع رسانای دیگری نیز معتبر است، از طرفی خروجی ولتاژ القا شده در فلومتر بصورت خطی است. مگمترها می‌توانند فلو را در هر دو جهت اندازه‌گیری کنند. چون جهت معکوس، قطب‌های الکترود را تغییر می‌دهد نه مقدار ولتاژ القا شده را.

ولتاژی که در الکترودها ایجاد می‌شود، یک سیگنال در حد میلی ولت است. این سیگنال معمولاً به یک سیگنال جریانی استاندارد (4 لی 20 میلی آمپر) یا خروجی فرکانس (0 الی 10000 هرتز) توسط ترانسمیتر داخل فلومتر تبدیل می‌شود.

سیم پیچ‌های نصب‌شده بر روی فلومتر مغناطیسی را می‌توان با ولتاژ متناوب و مستقیم راه‌اندازی کرد. هنگامی که از ولتاژ ac استفاده می‌کنید، ولتاژ خط به سیم پیچ‌های مغناطیسی اعمال می‌شود. در نتیجه، سیگنال القا شده ولتاژی به الکترودها بصورت سینوسی خواهد بود، در نتیجه دامنه موج با سرعت سیال عبوری از فلومتر متناسب است.

نویز پدیده‌ای مزاحم در تجهیزات الکترونیکی تلقی می‌شود و اغلب مدارت دارای نویز های ناخواسته بر روی خروجی‌شان هستند. از این رو در فلومتر مغناطیسی برای حذف نویز وارد شده به درون ولتاژ الکترودها بایستی حرکت سیال قطع گردیده و خروجی روی صفر (کالیبراسیون صفر) تنظیم شود. مشکل اصلی فلومتر الکترومغناطیسی با تغذیه ac این است که نویز می تواند متناسب با شرایط فرآیند متفاوت باشد و برای حفظ دقت، نیاز به صفر کردن مکرر فلومتر است.

منبع