Sviluppo del flussometro elettromagnetico

Lo sviluppo della misurazione del flusso può essere ricondotto agli antichi progetti di conservazione dell'acqua e ai sistemi di approvvigionamento idrico urbano.Le piastre di orificio sono già state utilizzate per misurare il consumo di acqua potabile dei residentiIntorno al 1000 a.C., l'antico Egitto impiegò metodi di dighe per misurare il flusso del fiume Nilo.Il famoso sistema d'irrigazione di Dujiangyan, in Cina, ha utilizzato osservazioni del livello dell'acqua nel "canale del collo della bottiglia" (Baopingkou) per stimare il volume dell'acqua, e così via.

Nel XVII secolo, Torricelli pose le basi teoriche per i flussometri a pressione differenziale, segnando una pietra miliare nella misurazione del flusso.I prototipi di molti tipi di strumenti di misurazione del flusso iniziarono a prendere forma nel XVIII e XIX secolo, comprese dighe, metodi di tracciamento, tubi Pitot, tubi Venturi, volumetrici, turbine e flussometri di destinazione.

Misuratori di portata elettromagnetici: sviluppo e applicazioni

I flussometri elettromagnetici (EMF) sono emersi negli anni '60 come un nuovo tipo di strumento di misurazione del flusso, che si è sviluppato rapidamente insieme ai progressi dell'elettronica.Sulla base della legge di Faraday dell'induzione elettromagneticaA causa dei loro vantaggi unici, sono ora ampiamente utilizzati in applicazioni industriali per misurare vari liquidi conduttivi, tra cui:

Liquidi corrosivi (acidi, alcali, sali)

Materiali infiammabili ed esplosivi

Acque reflue industriali, liquami, polpa e fango

Principio di misura

Il principio di funzionamento si basa sulla legge di Faraday: quando un fluido conduttivo scorre attraverso il contatore, genera una tensione proporzionale alla velocità media di flusso (V).Questa tensione indotta è rilevata da due elettrodi a contatto con il fluido, trasmesso via cavo ad un amplificatore e convertito in un segnale di uscita standardizzato.

Requisito fondamentale: il fluido deve avere una conducibilità elettrica minima per una misurazione accurata.

Vantaggi

Semplice struttura, senza parti mobili

Nessun ostacolo di flusso → perdita di pressione zero

Nessun usura o intasamento → ideale per liquidi viscosi, liquidi fognati e liquidi liquidi

Resistenza alla corrosione (attraverso tubi rivestiti e materiali per elettrodi specializzati)

Non influenzato dalle proprietà dei fluidi

Indipendente da temperatura, viscosità, densità e (entro i limiti) conduttività

Calibrato una volta con acqua → utilizzabile per altri liquidi conduttivi senza ulteriori correzioni

Ampia gamma di misura

Rapporto di autonomia fino a 1:100

Misura la velocità media → non influenzata dal profilo di flusso (laminar/turbolento)

Risposta rapida e alta linearità

Nessuna inerzia meccanica → misurazione istantanea del flusso pulsante

Conversione del segnale lineare → uscita diretta per visualizzazione locale o trasmissione remota

Svantaggi e limitazioni

Nonostante i loro vantaggi, i campi elettromagnetici presentano alcuni inconvenienti che limitano il loro utilizzo:

Non è possibile misurare gas, vapore o liquidi con un elevato contenuto di gas

Limitato ai fluidi conduttivi (minimo 10-5 S/cm) → non adatto all'acqua distillata, al petrolio o ai solventi organici

Limitazioni di temperatura e pressione dovute ai materiali di rivestimento → non è possibile misurare fluidi ad alta temperatura e pressione

Sensibilità del profilo di flusso → richiede sezioni di tubo dritte prima/dopo il contatore

Rilevante alle interferenze elettromagnetiche (EMI) → può avere bisogno di schermature in ambienti elettricamente rumorosi

Conclusioni

I flussometri elettromagnetici offrono un'elevata precisione, durata e versatilità per i liquidi conduttivi, ma sono limitati dalla conduttività del fluido, dalla temperatura e dalle condizioni di flusso.I progressi in corso mirano ad espandere la loro applicabilità, in particolare nei fluidi a bassa conduttività e in ambienti estremi.