Opracowanie przepływometrów elektromagnetycznych

Rozwój pomiaru przepływu można wywodzić ze starożytnych projektów konserwacji wody i miejskich systemów wodociągowych.Płyty otworu były już używane do pomiaru zużycia wody pitnej przez mieszkańcówOkoło 1000 r. p.n.e. starożytny Egipt stosował metody zapory, aby zmierzyć przepływ rzeki Nilu.Znany chiński system nawadniania Dujiangyan wykorzystał obserwacje poziomu wody w "kanale szyi butelki" (Baopingkou) do oszacowania objętości wody, i tak dalej.

W XVII wieku Torricelli położył teoretyczne podstawy pomiarów przepływu ciśnienia różniczkowego, co było kamieniem milowym w pomiarach przepływu.Prototypy wielu rodzajów przyrządów pomiarowych przepływu zaczęły nabierać kształtu w XVIII i XIX wieku., włączając tamy, metody śledzące, rurki Pitot, rurki Venturi, przepływomierze objętościowe, turbinowe i docelowe.

Przepływomierze elektromagnetyczne: rozwój i zastosowanie

Przepływomierze elektromagnetyczne (EMF) pojawiły się w latach sześćdziesiątych jako nowy rodzaj przyrządu pomiarowego przepływu, który szybko rozwijał się wraz z postępami w dziedzinie elektroniki.Na podstawie prawa Faraday'a o indukcji elektromagnetycznejZe względu na swoje wyjątkowe zalety są obecnie szeroko stosowane w zastosowaniach przemysłowych do pomiaru różnych ciekłych przewodów, w tym:

Płyny żrące (kwasy, zasadowe, sole)

Środki łatwopalne i wybuchowe

Wody odpadowe przemysłowe, osady, celuloza i błoto

Zasada pomiaru

Zasada działania opiera się na prawie Faraday'a: gdy przewodzący płyn przepływa przez licznik, generuje napięcie proporcjonalne do średniej prędkości przepływu (V).To wywołane napięcie jest wykrywane przez dwa elektrody w kontakcie z płynem, przesyłany przez kabel do wzmacniacza i przekształcany w standardowy sygnał wyjściowy.

Główny wymóg: płyn musi mieć minimalną przewodność elektryczną w celu dokładnego pomiaru.

Zalety

Prosta konstrukcja, bez ruchomych części

Brak przeszkód w przepływie → zerowa utrata ciśnienia

Brak zużycia lub zatkania → idealnie nadaje się do użycia w obłoku, ściekach i lepkich płynów

Odporne na korozję (przez przewody wyłożone i specjalistyczne materiały elektrodowe)

Nie wpływa na właściwości płynu

Niezależne od temperatury, lepkości, gęstości i (w granicach) przewodności

Kalibrowane raz wodą → nadające się do stosowania w innych przewodzących cieczach bez dodatkowych korekt

Szeroki zakres pomiarów

Wskaźnik zasięgu do 1:100

Średnia prędkość pomiarowa → niezależna od profilu przepływu (laminarny/turbulentny)

Szybka reakcja i wysoka liniowość

Brak inercji mechanicznej → pomiar natychmiastowego pulsującego przepływu

Konwersja sygnału liniowego → bezpośredni wyjście do lokalnego wyświetlania lub zdalnej transmisji

Wady i ograniczenia

Pomimo swoich zalet EMF mają pewne wady ograniczające ich stosowanie:

Nie można mierzyć gazów, pary lub płynów o wysokiej zawartości gazu

Ograniczona do przewodzących płynów (minimum 10−5 S/cm) → nieodpowiednia do wody destylowanej, ropy naftowej lub rozpuszczalników organicznych

Ograniczenia temperatury i ciśnienia z powodu materiałów wyściółkowych → nie można mierzyć płynów o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu

Czułość profilu przepływu → wymaga prostych przeciągów rurowych przed/po liczniku

Wrażliwe na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) → może wymagać osłony w środowiskach hałasowych

Wniosek

Przepływomierze elektromagnetyczne oferują wysoką dokładność, trwałość i wszechstronność dla przewodzących płynów, ale są ograniczone przewodnością płynu, temperaturą i warunkami przepływu.Dalsze postępy mają na celu poszerzenie ich zastosowania., zwłaszcza w płynów o niskiej przewodności i ekstremalnych warunkach.