Entwicklung elektromagnetischer Durchflussmesser

Die Entwicklung der Strömungsmessung geht auf alte Wasserpflegeprojekte und städtische Wasserversorgungssysteme zurück.Es wurden bereits Öffnungsplatten zur Messung des Trinkwasserverbrauchs der Bewohner verwendet.Um 1000 v. Chr. verwendete das alte Ägypten Dammmethoden, um den Fluss des Nils zu messen.Chinas berühmtes Bewässerungssystem Dujiangyan nutzte Wasserstandsbeobachtungen am "Flaschenhalskanal" (Baopingkou) zur Schätzung des Wasservolumens, und so weiter.

Im 17. Jahrhundert legte Torricelli die theoretischen Grundlagen für Differenzdruckflussmesser und markierte damit einen Meilenstein in der Durchflussmessung.Prototypen vieler Arten von Strömungsmessgeräten begannen im 18. und 19. Jahrhundert zu entstehen, einschließlich Staudämme, Tracer-Methoden, Pitot-Röhren, Venturi-Röhren, Volumen-, Turbinen- und Zielflussmessern.

Elektromagnetische Durchflussmesser: Entwicklung und Anwendung

Elektromagnetische Strömungsmessgeräte (EMFs) entstanden in den 1960er Jahren als neue Art von Strömungsmessgerät und entwickelten sich schnell zusammen mit den Fortschritten in der Elektronik.Basierend auf Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion, messen sie die volumetrische Durchflussrate leitfähiger Flüssigkeiten. Aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile werden sie heute in industriellen Anwendungen zur Messung verschiedener leitfähiger Flüssigkeiten eingesetzt, darunter:

Korrosive Flüssigkeiten (Säuren, Alkalien, Salze)

Entflammbare und explosionsfähige Medien

Industrieabwasser, Schlamm, Zellstoff und Schlamm

Meßprinzip

Das Arbeitsprinzip beruht auf Faradays Gesetz: Wenn eine leitfähige Flüssigkeit durch das Messgerät fließt, erzeugt sie eine Spannung, die der durchschnittlichen Durchflussgeschwindigkeit (V) proportional ist.Diese induzierte Spannung wird durch zwei Elektroden im Kontakt mit der Flüssigkeit erkannt, über ein Kabel an einen Verstärker übertragen und in ein standardisiertes Ausgangssignal umgewandelt.

Hauptvoraussetzung: Die Flüssigkeit muss eine minimale elektrische Leitfähigkeit für eine genaue Messung aufweisen.

Vorteile

Einfache Struktur, keine beweglichen Teile

Keine Durchflussverhinderung → Null Druckverlust

Kein Verschleiß oder Verstopfen → ideal für Schlamm, Abwasser und viskose Flüssigkeiten

Korrosionsbeständig (durch ausgekleidete Rohre und spezielle Elektrodenmaterialien)

Von den Eigenschaften von Flüssigkeiten unberührt

Unabhängig von Temperatur, Viskosität, Dichte und (innerhalb von Grenzen) Leitfähigkeit

Einmal mit Wasser kalibriert → für andere leitfähige Flüssigkeiten ohne zusätzliche Korrekturen verwendbar

Breiter Messbereich

Reichweitenverhältnis bis zu 1:100

Durchschnittliche Geschwindigkeit gemessen → nicht durch das Strömungsprofil beeinflusst (laminar/turbulent)

Schnelle Reaktion und hohe Linearität

Keine mechanische Trägheit → sofortige pulsierende Durchflussmessung

Lineare Signalumwandlung → direkte Ausgabe für lokale Anzeige oder Fernübertragung

Nachteile und Einschränkungen

Trotz ihrer Vorteile haben EMF einige Nachteile, die ihre Verwendung einschränken:

Kann keine Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten mit hohem Gasgehalt messen

Beschränkt auf leitfähige Flüssigkeiten (mindestens 10−5 S/cm) → ungeeignet für destilliertes Wasser, Erdöl oder organische Lösungsmittel

Temperatur- und Druckbeschränkungen aufgrund von Auskleidungsmaterialien → können Hochtemperatur- und Hochdruckfluide nicht gemessen werden

Empfindlichkeit des Durchflussprofils → erfordert gerade Rohrschnitte vor/nach dem Messgerät

Anfällig für elektromagnetische Störungen (EMI) → kann in elektrisch lauten Umgebungen abgeschirmt werden müssen

Schlussfolgerung

Elektromagnetische Durchflussmessgeräte bieten hohe Genauigkeit, Langlebigkeit und Vielseitigkeit für leitfähige Flüssigkeiten, sind aber durch die Leitfähigkeit, Temperatur und Strömungsbedingungen der Flüssigkeit begrenzt.Die laufenden Fortschritte zielen darauf ab, ihre Anwendbarkeit zu erweitern., insbesondere in Flüssigkeiten mit geringer Leitfähigkeit und in extremen Umgebungen.