تطوير مقياس التدفق الكهرومغناطيسي

يمكن إرجاع تطوير قياس التدفق إلى مشاريع محافظة المياه القديمة وأنظمة إمدادات المياه الحضرية. خلال العصر الروماني تحت قيصر ، تم استخدام لوحات الفتحة بالفعل لقياس استهلاك مياه الشرب من قبل السكان. حوالي 1000 قبل الميلاد ، استخدمت مصر القديمة أساليب السد لقياس تدفق نهر النيل. استخدم نظام الري الشهير في الصين ملاحظات على مستوى المياه في "قناة رقبة الزجاجة" (Baopingkou) لتقدير حجم المياه ، وهلم جرا.

في القرن السابع عشر ، وضعت Torricelli الأساس النظري لعمليات تدفق الضغط التفاضلي ، مما يمثل علامة فارقة في قياس التدفق. ومنذ ذلك الحين ، بدأت النماذج الأولية لأنواع كثيرة من أدوات قياس التدفق في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، بما في ذلك السدود ، وطرق التتبع ، وأنابيب الحفرة ، وأنابيب فنتوري ، وحجم التوربينات ، والتوربينات المستهدفة.

مقاييس التدفق الكهرومغناطيسي: التطوير والتطبيقات

ظهرت أجهزة التدفق الكهرومغناطيسية (EMFs) في الستينيات من القرن الماضي كنوع جديد من أداة قياس التدفق ، وتتطور بسرعة إلى جانب التطورات في الإلكترونيات. بناءً على قانون Faraday للتحريض الكهرومغناطيسي ، فإنها تقيس معدل التدفق الحجمي للسوائل الموصلة. نظرًا لمزاياها الفريدة ، يتم استخدامها الآن على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية لقياس العديد من السوائل الموصلة ، بما في ذلك:

السوائل المسببة للتآكل (الأحماض ، القلويات ، الأملاح)

وسائل الإعلام القابلة للاشتعال والمتفجرة

مياه الصرف الصناعية ، الضيق ، اللب ، والطين

مبدأ القياس

يعتمد مبدأ العمل على قانون فاراداي: عندما يتدفق السائل الموصل عبر العداد ، فإنه يولد الجهد يتناسب مع متوسط ​​سرعة التدفق (V). يتم الكشف عن هذا الجهد المستحث بواسطة قطبيين في ملامسة السائل ، ويتم نقله عبر الكابل إلى مكبر للصوت ، وتحويله إلى إشارة إخراج موحدة.

المتطلبات الرئيسية: يجب أن يكون للسائل الحد الأدنى من الموصلية الكهربائية لقياس دقيق.

المزايا

بنية بسيطة ، لا توجد أجزاء متحركة

لا يوجد انسداد تدفق → فقدان الضغط الصفر

لا تآكل أو انسداد → مثالي للملل ومياه الصرف الصحي والسوائل اللزجة

مقاوم للتآكل (عبر الأنابيب المبطنة ومواد القطب المتخصص)

لا تتأثر بخصائص السوائل

مستقلة عن درجة الحرارة واللزوجة والكثافة و (داخل الحدود) الموصلية

تم معايرة مرة واحدة بالماء → قابلة للاستخدام في السوائل الموصلة الأخرى دون تصحيحات إضافية

نطاق قياس واسع

نسبة المدى حتى 1: 100

يقيس متوسط ​​السرعة → لا يتأثر بملف تدفق (الصفحي/المضطرب)

الاستجابة السريعة والخطية العالية

لا يوجد الجمود الميكانيكي → قياس التدفق النابض الفوري

تحويل الإشارة الخطية → الإخراج المباشر للعرض المحلي أو الإرسال عن بُعد

العيوب والقيود

على الرغم من مزاياها ، فإن EMFs لديها بعض العيوب التي تقيد استخدامها:

لا يمكن قياس الغازات أو البخار أو السوائل ذات المحتوى العالي للغاز

يقتصر على السوائل الموصلة (الحد الأدنى من 10 أضعاف/سم) → غير مناسب للماء المقطر أو البترول أو المذيبات العضوية

قيود درجة الحرارة والضغط بسبب مواد البطانة → لا يمكن قياس درجات الحرارة العالية وعالية الضغط

تتطلب حساسية ملف تعريف التدفق → أقسام الأنابيب المستقيمة قبل/بعد العداد

عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) → قد تحتاج إلى التدريع في بيئات صاخبة كهربائيا

خاتمة

توفر أجهزة التدفق الكهرومغناطيسية دقة عالية ، ومتانة ، وتنوع للسوائل الموصلة ولكنها محدودة بسبب الموصلية السائلة ودرجة الحرارة وظروف التدفق. تهدف التطورات المستمرة إلى توسيع قابلية تطبيقها ، وخاصة في سوائل الموصلية المنخفضة والبيئات القاسية.