En elektromagnetisk strømningsmåler er en strømningsmåler som brukes til å måle strømningshastigheten til væske i et rør. Denne typen enhet fungerer basert på Faradays lov om elektromagnetisk induksjon-når en leder beveger seg i et magnetfelt, genereres en indusert spenning.
I en elektromagnetisk strømningsmåler genereres et magnetfelt og introduseres i væsken som strømmer gjennom røret, og induserer et spenningssignal på elektroder plassert på rørveggen. Faradays lov sier at den genererte spenningen er direkte proporsjonal med strømningshastigheten til væsken. Jo raskere væsken strømmer, jo høyere genereres spenningen.
I motsetning til mange andre strømningsmålerteknologier, er signalet som genereres av en elektromagnetisk strømningsmåler lineært relatert til strømningshastigheten. Derfor kan rekkeviddeforholdet til en elektromagnetisk strømningsmåler nå 20:1 eller enda høyere uten å ofre nøyaktigheten.
Hvordan fungerer en elektromagnetisk strømningsmåler?
En elektromagnetisk strømningsmåler er vanligvis installert i et rør og består av et rør med en spole og elektroder som brukes til å oppdage den induserte spenningen som genereres av væskebevegelsen. Når en ledende væske strømmer gjennom et rør med diameter D og passerer gjennom en magnetfelttetthet B generert av en spole, i henhold til Faradays lov om elektromagnetisk induksjon, er spenningen (E) som genereres mellom elektrodene proporsjonal med væskehastigheten (V). Siden magnetfelttettheten og rørdiameteren er faste verdier, kan de kombineres til en enkelt kalibreringskoeffisient (K), noe som forenkler ligningen til:
E=KV
Forskjeller i strømningshastighetsfordelingen på forskjellige punkter kompenseres for av en signalvektingskoeffisient. Videre kan kompensasjon oppnås ved å justere formen på magnetspolen slik at den magnetiske fluksen når sitt maksimum på det punktet hvor signalvektingskoeffisienten er lavest.
Produsenter bestemmer K-koeffisienten for hver elektromagnetisk strømningsmåler ved å utføre vannkalibrering på hvert strømningsrør. Den resulterende K-verdien gjelder for enhver annen ledende væske og viser et lineært forhold gjennom hele strømningsmålerens måleområde. Derfor kalibreres strømningsrøret vanligvis bare ved én strømningshastighet. Elektromagnetiske strømningsmålere kan måle toveis strømning fordi reversering av strømningsretningen endrer polariteten til signalet, men ikke dets amplitude.
K-verdien oppnådd gjennom vanntesting er kanskje ikke aktuelt for ikke-Newtonske væsker (viskositets-hastighetsrelaterte) eller magnetiske oppslemminger (som inneholder magnetiske partikler). Disse typer væsker kan påvirke magnetfeltstyrken i røret. For begge typer væsker bør online kalibrering eller spesielle kompensasjonsdesign vurderes.
Vanlige bruksområder for elektromagnetiske strømningsmålere
Elektromagnetiske strømningsmålere kan oppdage strømningshastigheten til rene, flerfasede, støvete, etsende, slitende eller viskøse væsker og slam, forutsatt at ledningsevnen overstiger minimumskravet for en spesifikk design. På grunn av deres høye nøyaktighet, pålitelighet og evne til å måle strømningshastigheten til ledende væsker uten bevegelige deler, er disse enhetene mye brukt i ulike bransjer.
Noen nøkkelapplikasjoner inkluderer:
Vann og avløpsvannbehandling
Elektromagnetiske strømningsmålere utmerker seg i å behandle rent vann, råkloakk, slam og kjemikalier som brukes i behandlingsprosesser.
De tilbyr høy nøyaktighet og null trykkfall, noe som er avgjørende for stor-skala kommunal vannforvaltning.
Fordi de ikke har bevegelige deler, er de svært motstandsdyktige mot rusk og faste partikler i avløpsvann.
Kjemisk prosessering
Elektromagnetiske strømningsmålere kan måle etsende væsker, som syrer, alkalier og andre kjemiske løsninger, uten å skade seg selv.
De bruker korrosjons-bestandige lineære materialer, som PTFE og PFA, for å motstå erosjon av svært korrosive kjemikalier. Den uhindrede strømningsveien forhindrer tilstopping og sedimentering.
Mat- og drikkevareindustrien
Brukes til å måle strømningshastigheten til melk, øl, juice, sirup og andre væsker av-matkvalitet som krever hygieniske forhold.
Elektromagnetiske strømningsmålere kan utformes med hygieniske beslag, for eksempel rustfritt stål, for å møte FDA- og EHEDG-standarder.
Dens ikke-invasive design sikrer ingen forurensning eller forstyrrelser i produksjonsprosessen.
Masse- og papirindustrien
Kan håndtere høy-viskositet og fibrøse væsker, for eksempel masse og beleggløsninger.
Ingen bevegelige deler betyr minimal slitasje-selv ved håndtering av slipende slam.
Gir stabile måleresultater selv med svingninger i væsketetthet og sammensetning.
Gruvedrift og mineralforedling
Brukes til å måle strømningshastigheten til mineralslurry og slipevæsker i ekstraksjons- og raffineringsoperasjoner.
Dens robuste konstruksjon gjør at den tåler tøffe miljøforhold.
Ingen mekanisk slitasje fra slipende partikler sikrer langsiktig-pålitelighet og lave vedlikeholdskostnader.
Kraftproduksjon (kjølevann og kjelefødevann)
Vanligvis brukt i termiske kraftverk og kjernekraftverk for å overvåke strømningshastigheter for kjølevann og matevann.
De kan håndtere store-rør og gi høy-presisjonsmålinger for strømningsovervåking og effektivitetsberegninger.
Ingen bevegelige deler betyr at de kan fungere i høye-temperaturmiljøer og krever ekstremt lite vedlikehold.
Farmasøytiske produkter og bioteknologi
Brukes til høy-presisjonsmåling av strømningshastighetene til rent vann, løsemidler og aktive farmasøytiske ingredienser.
Elektromagnetiske strømningsmålere med sterilt design og kompatibilitet med -in-situ-rengjøring/steam in-situ-rengjøring- er ideelle for farmasøytiske applikasjoner.
Berøringsfri måling sikrer sterilitet og samsvar med bransjeforskrifter.
Landbruk og vanningssystemer
Utmerket for å overvåke strømningshastighetene til vann, gjødsel og plantevernmidler i vanningssystemer.
Kan operere i lavtrykkssystemer uten betydelig trykktap.
Deres lange levetid og ekstremt lave vedlikehold gjør dem til et kostnadseffektivt-valg for landbruksapplikasjoner.
Olje og gass
Brukes til å overvåke produsert vann, saltlakeinjeksjon og kjemiske doser i oppstrøms og nedstrøms operasjoner.
De er ideelle for disse bruksområdene på grunn av deres evne til å måle ledende væsker med høy presisjon.
Eksplosjonssikkert- og farlig område-design sikrer sikker drift i oljefeltmiljøer.
Stål- og metallindustrien
Brukes til å overvåke kjølevannsstrømningshastigheter i kontinuerlig støping og valseverk.
Gir nøyaktige strømningsavlesninger ved høye temperaturer uten mekanisk feil.
Kan håndtere kalk-belastet vann uten tilstopping eller ytelsesforringelse.
Applikasjonshensyn for magnetiske strømningsmålere
Ikke bruk den magnetiske strømningsmåleren nær konduktivitetsgrensene, ellers kan strømningsmåleren slå seg av. Variasjoner i væskesammensetning og driftsforhold bør vurderes, da disse kan endre væskens ledningsevne.
I typiske bruksområder bør den magnetiske strømningsmåleren dimensjoneres slik at strømningshastigheten ved maksimal strømning er omtrent to til tre meter per sekund. Differensielle trykkbegrensninger og prosessforhold kan gjøre denne generelle retningslinjen ubrukelig. For eksempel kan tyngdekraft-matede rørledninger kreve større magnetiske strømningsmålere for å redusere trykkfallet, slik at det nødvendige volumet av væske kan passere gjennom strømningsmåleren uten å tette rørledningssystemet. I denne applikasjonen vil en større strømningsmåler gi en lavere væskehastighet ved samme strømningshastighet sammenlignet med en mindre strømningsmåler.
For slammedier er det viktig å sikre at den elektromagnetiske strømningsmåleren opererer med en hastighet som er høyere enn faststoffets sedimenteringshastighet for å forhindre at røret blir fylt med faste partikler, noe som kan påvirke måleresultatene og potensielt forårsake strømningsavbrudd. Elektromagnetiske strømningsmålere som brukes for slipende medier er vanligvis utformet for å fungere ved lave strømningshastigheter for å redusere slitasje. I slipende oppslemmingsmedier, selv om slitasjen vil øke, bør strømningsmåleren fortsatt operere med en hastighet høyere enn faststoffavsetningshastigheten. Disse faktorene kan endre strømningsmålerens rekkevidde, og derfor kan dens dimensjoner avvike fra de til en strømningsmåler som brukes for samme strømningshastighet av rent vann.
