Ανάπτυξη Ηλεκτρομαγνητικού Ροόμετρου

Η ανάπτυξη της μέτρησης ροής μπορεί να εντοπιστεί στα αρχαία έργα διατήρησης του νερού και στα αστικά συστήματα παροχής νερού.Οι πίνακες ανοίγματος χρησιμοποιήθηκαν ήδη για τη μέτρηση της κατανάλωσης πόσιμου νερού από τους κατοίκουςΠερίπου το 1000 π.Χ., η αρχαία Αίγυπτος χρησιμοποίησε μεθόδους φράγματος για να μετρήσει τη ροή του ποταμού Νείλου.Το διάσημο σύστημα άρδευσης της Κίνας Dujiangyan χρησιμοποίησε παρατηρήσεις της στάθμης του νερού στο "Κανάλι του Σβέρματος του Μπουκαλιού" (Baopingkou) για να εκτιμήσει τον όγκο του νερού, και ούτω καθεξής.

Τον 17ο αιώνα, ο Torricelli έθεσε τα θεωρητικά θεμέλια για τα ροόμετρα διαφορικής πίεσης, σηματοδοτώντας ένα ορόσημο στη μέτρηση ροής.τα πρωτότυπα πολλών τύπων οργάνων μέτρησης ροής άρχισαν να διαμορφώνονται τον 18ο και 19ο αιώνα, συμπεριλαμβανομένων των φράχτων, των μεθόδων εντοπισμού, των σωλήνων Pitot, των σωλήνων Venturi, των ογκομετρικών, των ανεμογεννητριών και των μετρητών ροής στόχων.

Ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές ροής: ανάπτυξη και εφαρμογές

Οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές ροής (EMF) εμφανίστηκαν τη δεκαετία του 1960 ως ένας νέος τύπος οργάνου μέτρησης ροής, που αναπτύχθηκε γρήγορα παράλληλα με τις εξελίξεις στην ηλεκτρονική.Βασισμένο στον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του ΦάραντεϊΛόγω των μοναδικών πλεονεκτημάτων τους, χρησιμοποιούνται πλέον ευρέως σε βιομηχανικές εφαρμογές για τη μέτρηση διαφόρων αγωγών υγρών, συμπεριλαμβανομένων:

Διαβρωτικά υγρά (οξέα, αλκάλια, άλατα)

Πυροβόλα και εκρηκτικά μέσα

Βιομηχανικά λύματα, λιπαρές ύλες, χαρτοπολτό και λάσπη

Αρχή μέτρησης

Η αρχή λειτουργίας βασίζεται στον νόμο του Φαραδή: όταν ένα αγωγό υγρό ρέει μέσα από το μετρητή, παράγει μια τάση ανάλογη με τη μέση ταχύτητα ροής (V).Αυτή η επαγόμενη τάση ανιχνεύεται από δύο ηλεκτρόδια σε επαφή με το υγρό, μεταδίδεται μέσω καλωδίου σε ενισχυτή και μετατρέπεται σε τυποποιημένο σήμα εξόδου.

Βασική απαίτηση: Το υγρό πρέπει να έχει ελάχιστη ηλεκτρική αγωγιμότητα για ακριβή μέτρηση.

Πλεονεκτήματα

Απλή δομή, χωρίς κινούμενα μέρη

Καμία παρεμπόδιση ροής → μηδενική απώλεια πίεσης

Καμία φθορά ή φθορά → ιδανικό για λιπαρές ύλες, λύματα και ιξώδη υγρά

Ανθεκτικό στη διάβρωση (μέσω επενδυμένων σωλήνων και ειδικών υλικών ηλεκτροδίων)

Δεν επηρεάζεται από τις ιδιότητες του υγρού

Ανεξάρτητη από τη θερμοκρασία, την ιξώδες, την πυκνότητα και (μέσα σε όρια) την αγωγιμότητα

Μετρημένο μία φορά με νερό → χρησιμοποιήσιμο για άλλα αγωγικά υγρά χωρίς πρόσθετες διορθώσεις

Ευρύ εύρος μέτρησης

Αναλογία εμβέλειας έως και 1:100

Μέτρηση της μέσης ταχύτητας → χωρίς να επηρεάζεται από το προφίλ ροής (λαμινάριο/τουρμπουλεντικό)

Γρήγορη ανταπόκριση και υψηλή γραμμικότητα

Χωρίς μηχανική αδράνεια → άμεση μέτρηση ροής με παλμούς

Μετατροπή γραμμικού σήματος → άμεση έξοδος για τοπική απεικόνιση ή απομακρυσμένη μετάδοση

Μειονεκτήματα & Περιορισμοί

Παρά τα πλεονεκτήματα τους, τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία έχουν ορισμένα μειονεκτήματα που περιορίζουν τη χρήση τους:

Δεν μπορεί να μετρήσει αέρια, ατμούς ή υγρά με υψηλή περιεκτικότητα σε αέρια

Περιορίζεται σε αγωγικά υγρά (ελάχιστο 10−5 S/cm) → ακατάλληλο για αποσταγμένο νερό, πετρέλαιο ή οργανικούς διαλύτες

Περιορισμοί θερμοκρασίας και πίεσης λόγω υλικών επένδυσης → δεν μπορούν να μετρηθούν υγρά υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης

Ευαισθησία προφίλ ροής → απαιτεί ευθείες διατομές σωλήνων πριν/μετά το μετρητή

Ευαίσθητη σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) → μπορεί να χρειαστεί προστασία σε ηλεκτρικά θορυβώδη περιβάλλοντα

Συμπεράσματα

Οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές ροής προσφέρουν υψηλή ακρίβεια, ανθεκτικότητα και ευελιξία για αγωγικά υγρά, αλλά περιορίζονται από την αγωγιμότητα του υγρού, τη θερμοκρασία και τις συνθήκες ροής.Οι συνεχιζόμενες εξελίξεις αποσκοπούν στην επέκταση της εφαρμογής τους, ιδιαίτερα σε υγρά χαμηλής αγωγιμότητας και σε ακραία περιβάλλοντα.