En elektromagnetisk flödesmätare är en flödesmätare som används för att mäta flödet av vätska i ett rör. Den här typen av enhet fungerar baserat på Faradays lag om elektromagnetisk induktion-när en ledare rör sig i ett magnetfält genereras en inducerad spänning.
I en elektromagnetisk flödesmätare genereras ett magnetiskt fält och införs i vätskan som strömmar genom röret, vilket inducerar en spänningssignal på elektroder placerade på rörväggen. Faradays lag säger att den genererade spänningen är direkt proportionell mot vätskans flödeshastighet. Ju snabbare vätskan strömmar, desto högre spänning genereras.
Till skillnad från många andra flödesmätareteknologier är signalen som genereras av en elektromagnetisk flödesmätare linjärt relaterad till flödeshastigheten. Därför kan avståndsförhållandet för en elektromagnetisk flödesmätare nå 20:1 eller till och med högre utan att offra noggrannheten.
Hur fungerar en elektromagnetisk flödesmätare?
En elektromagnetisk flödesmätare är vanligtvis installerad i ett rör och består av ett rör med en spole och elektroder som används för att detektera den inducerade spänningen som genereras av vätskerörelsen. När en ledande vätska strömmar genom ett rör med diameter D och passerar genom en magnetfältstäthet B som genereras av en spole, enligt Faradays lag om elektromagnetisk induktion, är spänningen (E) som genereras mellan elektroderna proportionell mot vätskehastigheten (V). Eftersom magnetfältets täthet och rördiameter är fasta värden kan de kombineras till en enda kalibreringskoefficient (K), vilket förenklar ekvationen till:
E=KV
Skillnader i flödeshastighetsfördelningen vid olika punkter kompenseras av en signalvägningskoefficient. Vidare kan kompensation uppnås genom att justera formen på magnetspolen så att det magnetiska flödet når sitt maximum vid den punkt där signalens viktningskoefficient är lägst.
Tillverkare bestämmer K-koefficienten för varje elektromagnetisk flödesmätare genom att utföra vattenkalibrering på varje flödesrör. Det resulterande K-värdet är applicerbart på vilken annan ledande vätska som helst och uppvisar ett linjärt förhållande genom hela flödesmätarens mätområde. Därför kalibreras flödesröret vanligtvis endast vid en flödeshastighet. Elektromagnetiska flödesmätare kan mäta dubbelriktat flöde eftersom omkastning av flödesriktningen ändrar signalens polaritet men inte dess amplitud.
K-värdet som erhålls genom vattentestning kanske inte är tillämpligt på icke-Newtonska vätskor (viskositets-hastighetsrelaterade) eller magnetiska uppslamningar (som innehåller magnetiska partiklar). Dessa typer av vätskor kan påverka magnetfältets styrka i röret. För båda typerna av vätskor bör onlinekalibrering eller speciella kompensationsdesigner övervägas.
Vanliga tillämpningar av elektromagnetiska flödesmätare
Elektromagnetiska flödesmätare kan detektera flödeshastigheten för rena, flerfasiga, dammiga, frätande, nötande eller trögflytande vätskor och slam, förutsatt att konduktiviteten överstiger det minimum som krävs för en specifik design. På grund av deras höga noggrannhet, tillförlitlighet och förmåga att mäta flödeshastigheten för ledande vätskor utan några rörliga delar, används dessa enheter i stor utsträckning inom olika industrier.
Några nyckelapplikationer inkluderar:
Vatten- och avloppsrening
Elektromagnetiska flödesmätare utmärker sig vid behandling av rent vatten, råavloppsvatten, slam och kemikalier som används i reningsprocesser.
De erbjuder hög noggrannhet och noll tryckfall, vilket är avgörande för stor-kommunal vattenhantering.
Eftersom de inte har några rörliga delar är de mycket motståndskraftiga mot skräp och fasta partiklar i avloppsvatten.
Kemisk bearbetning
Elektromagnetiska flödesmätare kan mäta frätande vätskor, såsom syror, alkalier och andra kemiska lösningar, utan att skada sig själva.
De använder korrosions-beständiga linjära material, som PTFE och PFA, för att motstå erosionen av mycket korrosiva kemikalier. Den fria flödesvägen förhindrar igensättning och sedimentering.
Livsmedels- och dryckesindustrin
Används för att mäta flödet av mjölk, öl, juice, sirap och andra vätskor av- livsmedelskvalitet som kräver hygieniska förhållanden.
Elektromagnetiska flödesmätare kan utformas med hygieniska tillbehör, såsom rostfritt stål, för att uppfylla FDA- och EHEDG-standarder.
Dess icke-invasiva design säkerställer ingen kontaminering eller störning av produktionsprocessen.
Massa- och pappersindustrin
Kan hantera hög-viskositet och fibrösa vätskor, som massa och beläggningslösningar.
Inga rörliga delar innebär minimalt slitage-även vid hantering av slipande slam.
Ger stabila mätresultat även vid fluktuationer i vätskedensitet och sammansättning.
Gruvdrift och mineralbearbetning
Används för att mäta flödeshastigheten för mineraluppslamningar och slipvätskor vid extraktion och raffinering.
Dess robusta konstruktion gör att den tål tuffa miljöförhållanden.
Inget mekaniskt slitage från nötande partiklar garanterar långsiktig-tillförlitlighet och låga underhållskostnader.
Kraftproduktion (kylvatten och matarvatten från pannan)
Används vanligtvis i värmekraftverk och kärnkraftverk för övervakning av kylvatten och matarvattenflöden.
De kan hantera stora-rör och tillhandahålla hög-precisionsmätningar för flödesövervakning och effektivitetsberäkningar.
Inga rörliga delar betyder att de kan arbeta i hög-temperaturmiljö och kräver extremt lite underhåll.
Läkemedel och bioteknik
Används för hög-precisionsmätning av flödeshastigheterna för rent vatten, lösningsmedel och aktiva farmaceutiska ingredienser.
Elektromagnetiska flödesmätare med steril design och kompatibilitet med-in-situ-rengöring/ång-in-situ-rengöring-är idealiska för farmaceutiska tillämpningar.
Mätning utan-kontakt säkerställer sterilitet och överensstämmelse med branschföreskrifter.
Jordbruk och bevattningssystem
Utmärkt för att övervaka flödeshastigheterna för vatten, gödningsmedel och bekämpningsmedelslösningar i bevattningssystem.
Kan arbeta i låg-system utan betydande tryckförluster.
Deras långa livslängd och extremt låga underhåll gör dem till ett kostnadseffektivt-val för jordbrukstillämpningar.
Olja och gas
Används för övervakning av producerat vatten, saltlösningsinjektion och kemikaliedoseringar i uppströms och nedströms verksamhet.
De är idealiska för dessa applikationer på grund av deras förmåga att mäta ledande vätskor med hög precision.
Explosionssäker-och riskområde-design säkerställer säker drift i oljefältsmiljöer.
Stål- och metallindustrin
Används för att övervaka kylvattenflöden vid kontinuerlig gjutning och valsverk.
Ger exakta flödesavläsningar vid höga temperaturer utan mekaniska fel.
Kan hantera kalkbelagt vatten- utan att täppa till eller försämra prestanda.
Användningsöverväganden för magnetiska flödesmätare
Använd inte den magnetiska flödesmätaren nära dess konduktivitetsgränser, annars kan flödesmätaren stängas av. Variationer i vätskesammansättning och driftsförhållanden bör beaktas, eftersom dessa kan förändra vätskans konduktivitet.
I typiska tillämpningar bör den magnetiska flödesmätaren dimensioneras så att flödeshastigheten vid maximalt flöde är cirka två till tre meter per sekund. Differenstryckbegränsningar och processförhållanden kan göra denna allmänna riktlinje otillämplig. Till exempel kan gravitationsmatade rörledningar- kräva större magnetiska flödesmätare för att minska tryckfallet, vilket gör att den erforderliga volymen vätska kan passera genom flödesmätaren utan att täppa till rörledningssystemet. I denna applikation kommer en större flödesmätare att producera en lägre vätskehastighet vid samma flödeshastighet jämfört med en mindre flödesmätare.
För slammedier är det viktigt att se till att den elektromagnetiska flödesmätaren arbetar med en hastighet som är högre än sedimenteringshastigheten för fasta partiklar för att förhindra att röret fylls med fasta partiklar, vilket kan påverka mätresultaten och potentiellt orsaka flödesavbrott. Elektromagnetiska flödesmätare som används för slipande media är vanligtvis utformade för att arbeta vid låga flödeshastigheter för att minska slitage. I slipande uppslamningsmedier, även om slitaget kommer att öka, bör flödesmätaren fortfarande arbeta med en hastighet som är högre än sedimenteringshastigheten för fasta ämnen. Dessa faktorer kan ändra flödesmätarens räckvidd, och därför kan dess dimensioner skilja sig från dem för en flödesmätare som används för samma flödeshastighet av rent vatten.
