نحوه عملکرد فلومتر مغناطیسی
فلومتر مغناطیسی یکی از دقیق‌ترین و پرکاربردترین ابزارهای اندازه‌گیری جریان سیال هستند که بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی کار می‌کنند. این تجهیزات در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، تصفیه آب، صنایع غذایی، داروسازی و صنایع شیمیایی به کار گرفته می‌شوند. در این مقاله، به بررسی اصل اندازه‌گیری فلومتر الکترومغناطیسی، انواع فلومتر مغناطیسی و اصل کار فلومتر مغناطیسی چیست؟ خواهیم پرداخت.
محصولات پبشنهادی : فلومتر مغناطیسی اندرس هاوزر
اصل اندازه‌گیری فلومتر الکترومغناطیسی
فلومتر مغناطیسی بر اساس قانون فارادی عمل میکند. طبق این قانون، هنگامی که یک سیال رسانا از داخل میدان مغناطیسی عبور میکند، ولتاژی در جهت عمود بر میدان مغناطیسی و جهت جریان ایجاد می‌شود. این ولتاژ متناسب با سرعت سیال است و با استفاده از الکترودهای قرار گرفته در دیواره لوله اندازه‌گیری می‌شود.
فرمول فارادی در فلومتر مغناطیسی
معادله قانون فارادی به صورت زیر تعریف می‌شود: E=V*E*B
که در آن:
E = ولتاژ القا شده در الکترودها
V = سرعت متوسط سیال
B = شدت میدان مغناطیسی
D = فاصله بین الکترودها (قطر لوله)
به این ترتیب، مقدار جریان حجمی (Q) به صورت زیر محاسبه می‌شود:
که A مساحت مقطع لوله است.
همچنین بخوانید : فلومتر مغناطیسی یوکوگاوا
مزایای این روش اندازه‌گیری
عدم وجود قطعات متحرک و کاهش استهلاک
اندازه‌گیری دقیق و بدون نیاز به جبران‌سازی دما و فشار
مناسب برای سیالات رسانای الکتریکی
کمترین افت فشار نسبت به روش‌های مکانیکی
انواع فلومتر مغناطیسی
فلومترهای مغناطیسی بر اساس نوع نصب و طراحی به چند دسته تقسیم می‌شوند:
1. فلومتر مغناطیسی خطی (In-Line)
این نوع فلومتر به طور کامل در مسیر لوله نصب می‌شود و میدان مغناطیسی به کل مقطع لوله اعمال می‌شود. از ویژگی‌های این مدل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
دقت بالا (تا 0.5%)
مناسب برای کاربردهای با دبی بالا
استفاده در صنایع غذایی، شیمیایی و تصفیه آب
همچنین بخوانید : فلومتر پرومگ 50
2. فلومتر مغناطیسی غوطه‌ور (Insertion)
این مدل شامل یک حسگر غوطه‌ور است که داخل لوله قرار گرفته و میدان مغناطیسی را فقط در یک نقطه اندازه‌گیری میکند. ویژگی‌های این مدل:
مناسب برای لوله‌های بزرگ (قطر 2 تا 48 اینچ)
هزینه کمتر نسبت به مدل‌های خطی
نصب و نگهداری آسان
کاربرد در تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب
3. فلومتر مغناطیسی کم‌دبی (Low Flow)
این نوع فلومتر برای جریان‌های کم و دقیق طراحی شده و دارای ویژگی‌های زیر است:
دقت بالا در جریان‌های پایین (تا 0.1 لیتر بر دقیقه)
استفاده در آزمایشگاه‌ها و صنایع داروسازی
قابلیت اتصال به سیستم‌های کنترل خودکار
مجصول پیشنهادی : فلومتر مغناطیسی کرونه
اصل کار فلومتر مغناطیسی چیست؟
1. تولید میدان مغناطیسی
فلومتر از دو سیم‌پیچ مغناطیسی برای ایجاد میدان مغناطیسی یکنواخت در اطراف لوله استفاده میکند. این میدان، سیال در حال حرکت را تحت تأثیر قرار داده و ولتاژ القایی تولید میکند.
2. اندازه‌گیری ولتاژ القایی
الکترودهای قرار گرفته در دیواره داخلی لوله، ولتاژ ایجاد شده را اندازه‌گیری می‌کنند. این ولتاژ متناسب با سرعت سیال است.
3. پردازش سیگنال
سیگنال دریافتی توسط مدارهای الکترونیکی تقویت شده و به واحد پردازشگر دیجیتال (DPU) ارسال می‌شود. در این مرحله، نویزها حذف شده و مقدار دقیق دبی جریان محاسبه می‌شود.
4. نمایش و ارسال اطلاعات
نتایج نهایی بر روی نمایشگر فلومتر نشان داده شده و در صورت نیاز، داده‌ها از طریق پروتکل‌هایی مانند HART، Modbus یا Profibus به سیستم‌های کنترل ارسال می‌شوند.
کاربردهای فلومتر مغناطیسی در صنایع مختلف
1. صنایع آب و فاضلاب
نظارت بر مصرف آب در شبکه‌های شهری
اندازه‌گیری جریان فاضلاب و پساب‌های صنعتی
بهینه‌سازی مصرف منابع آبی
2. صنایع نفت و گاز
اندازه‌گیری دبی جریان سیالات نفتی و گازی
نظارت بر خطوط انتقال مواد شیمیایی
کاهش هزینه‌های نگهداری تجهیزات
3. صنایع غذایی و دارویی
اندازه‌گیری دقیق مواد اولیه مایع
کنترل کیفیت در خطوط تولید نوشیدنی‌ها و داروها
تضمین بهداشت و ایمنی فرآیندها
چالش‌ها و محدودیت‌های فلومتر مغناطیسی
عدم کارایی در سیالات غیررسانا مانند هیدروکربن‌ها و آب مقطر
حساسیت به نویز الکترومغناطیسی در محیط‌های صنعتی
نیاز به نصب صحیح برای جلوگیری از ورود هوا و ایجاد اختلال در اندازه‌گیری
فلومترهای مغناطیسی به دلیل دقت بالا، عدم افت فشار و هزینه نگهداری کم، یکی از بهترین گزینه‌ها برای اندازه‌گیری جریان سیالات رسانا در صنایع مختلف هستند. شناخت اصل اندازه‌گیری فلومتر الکترومغناطیسی، انواع فلومتر مغناطیسی و اصل کار فلومتر مغناطیسی چیست؟ به کاربران کمک میکند تا انتخاب مناسبی برای کاربردهای خود داشته باشند. با رعایت نکات نصب و نگهداری، می‌توان بالاترین دقت و کارایی را از این تجهیزات انتظار داشت.
آیا تجربه‌ای در استفاده از فلومترهای مغناطیسی دارید؟ نظرات خود را با ما در میان بگذارید!