فلومترهای الکترومغناطیسی بر پایه قانون فارادی کار می‌کنند و دبی مایعات رسانا را بدون قطعه متحرک می‌سنجند. اصول عملکرد، نکات نصب و انتخاب جنس لاینر و الکترود را در این مقاله بخوانید.
فلومترهای الکترومغناطیسی که در صنعت با نام مگ‌متر یا مگنتیک فلومتر هم شناخته می‌شوند، از قابل اعتمادترین ابزارهای اندازه‌گیری دبی مایعات رسانا هستند. این فلومترها هیچ قطعه متحرک و هیچ مانعی در مسیر جریان ندارند و به همین دلیل در آب و پساب، مواد شیمیایی، دوغاب‌ها و آب خنک‌کاری صنایع پتروشیمی، فولاد، سیمان، معدن و نیروگاه کاربرد گسترده‌ای دارند. شناخت اصول کار و نصب صحیح، کلید اندازه‌گیری دقیق و بی‌دردسر با این تجهیز است.
اصول کار: قانون القای فارادی
عملکرد فلومتر الکترومغناطیسی بر پایه قانون القای الکترومغناطیسی فارادی است: وقتی یک رسانا در میدان مغناطیسی حرکت می‌کند، ولتاژی در دو سر آن القا می‌شود. در فلومتر، خود مایع رسانا نقش این رسانا را دارد. سیم‌پیچ‌هایی که روی لوله اندازه‌گیری نصب شده‌اند میدان مغناطیسی عمود بر جهت جریان ایجاد می‌کنند و دو الکترود در دو طرف لوله، ولتاژ القاشده را دریافت می‌کنند.
ولتاژ القایی با شدت میدان مغناطیسی (B)، سرعت متوسط جریان (v) و فاصله دو الکترود (D) متناسب است: U = k × B × v × D. از آنجا که B و D در هر فلومتر ثابت‌اند، سیگنال مستقیماً با سرعت جریان متناسب است و با ضرب سرعت در سطح مقطع داخلی لوله، دبی حجمی به دست می‌آید.
فلومترهای امروزی از تحریک DC پالسی برای سیم‌پیچ‌ها استفاده می‌کنند که اثر نویز الکتروشیمیایی الکترودها را جبران می‌کند و نقطه صفر پایداری فراهم می‌آورد.
مزایا و محدودیت‌ها
- بدون قطعه متحرک و بدون افت فشار
- عدم تأثیرپذیری اندازه‌گیری از چگالی، ویسکوزیته، دما و فشار در محدوده مجاز فلومتر
- امکان اندازه‌گیری دوطرفه و نسبت Turndown بالا
- مناسب برای مایعات خورنده و دوغاب‌های ساینده، به شرط انتخاب جنس مناسب
محدودیت اصلی این است که سیال باید رسانای الکتریکی باشد. بسیاری از فلومترهای استاندارد به حداقل رسانایی حدود ۵ میکروزیمنس بر سانتی‌متر نیاز دارند، هرچند طراحی‌های ویژه در مقادیر کمتر هم کار می‌کنند. فلومتر الکترومغناطیسی برای گازها، بخار و هیدروکربن‌هایی مانند نفت و سوخت مناسب نیست و آب دمین (بدون املاح) هم ممکن است پایین‌تر از حد رسانایی لازم باشد.
نکات نصب برای اندازه‌گیری دقیق
۱. لوله همیشه پر باشد
لوله نیمه‌پر خطای بزرگی ایجاد می‌کند. فلومتر را در لوله عمودی با جریان رو به بالا یا در پایین‌ترین نقطه خط افقی نصب کنید. از نصب در بالاترین نقطه خط که هوا در آن جمع می‌شود و درست پیش از خروجی آزاد لوله پرهیز کنید.
۲. طول مستقیم لوله را رعایت کنید
زانویی‌ها، شیرها، پمپ‌ها و تبدیل‌ها پروفایل جریان را بر هم می‌زنند. توصیه رایج، دست‌کم ۵ برابر قطر نامی (5DN) در بالادست و ۲ برابر قطر نامی (2DN) در پایین‌دست است، اما همیشه دستورالعمل نصب سازنده را مبنا قرار دهید. در صورت امکان، شیرهای کنترلی را در پایین‌دست فلومتر نصب کنید.
۳. جهت الکترودها را درست انتخاب کنید
در لوله‌های افقی، فلومتر را طوری نصب کنید که محور الکترودها افقی باشد. این کار مانع می‌شود حباب‌های هوا در بالای لوله و رسوبات در کف لوله، الکترودها را عایق کنند.
۴. ارتینگ اصولی
بدنه فلومتر و سیال باید هم‌پتانسیل باشند. در لوله‌های فلزی بدون پوشش داخلی، بدنه فلومتر را به فلنج‌های لوله متصل کنید. در لوله‌های پلاستیکی یا دارای پوشش داخلی از رینگ‌های ارتینگ (Grounding Ring) یا فلومتری با الکترود مرجع استفاده کنید. لوله‌های دارای حفاظت کاتدی به تمهیدات ایزولاسیون ویژه نیاز دارند و پیش از نصب باید با سازنده مشورت شود.
۵. از لاینر محافظت کنید
از نصب فلومتر در سمت مکش پمپ، جایی که خلأ ممکن است به برخی لاینرها آسیب بزند، پرهیز کنید و در نزدیکی بدنه فلومتر جوشکاری نکنید.
انتخاب جنس لاینر و الکترود
| جنس لاینر | کاربردهای متداول |
|---|---|
| PTFE / PFA | مواد شیمیایی، اسیدها و بازها، دمای بالا |
| لاستیک سخت یا نرم | آب، پساب و دوغاب‌های با سایندگی کم |
| پلی‌یورتان | دوغاب‌های بسیار ساینده در معادن و کارخانه‌های سیمان |
| سرامیک | سیالات ساینده و سرویس‌های دمای بالا |
جنس الکترود نیز باید با سیال سازگار باشد: فولاد ضدزنگ 316L برای آب و سرویس‌های عمومی، هستلوی C برای بسیاری از سیالات خورنده و تیتانیوم، تانتالیوم یا پلاتین برای مواد شیمیایی بسیار مهاجم.
ترانسمیتر کامپکت یا ریموت؟
در نسخه کامپکت، ترانسمیتر مستقیماً روی سنسور نصب می‌شود و نصب ساده‌تر است. نسخه ریموت برای نقاطی مناسب‌تر است که دسترسی دشواری دارند، در معرض لرزش شدید یا دمای بالا هستند یا ممکن است زیر آب بروند. برای سیالات با رسانایی پایین، طول کابل بین سنسور و ترانسمیتر را در حدی که سازنده تعیین کرده کوتاه نگه دارید.
انتخاب فلومتر مناسب فرآیند شما
هامون فلومترهای الکترومغناطیسی برندهایی مانند Endress+Hauser، Siemens، ABB، Yokogawa و Rosemount را تأمین می‌کند. مشخصات سیال، سایز لوله و محدوده دبی را برای ما ارسال کنید تا کارشناسان ما مدل مناسب را پیشنهاد دهند و پیشنهاد قیمت ارائه کنند.
محصولات مرتبط با این مقاله
فلومتر الکترومغناطیسی (مگ‌متر)
فلومتر الکترومغناطیسی برای اندازه‌گیری دقیق دبی مایعات رسانا مانند آب، پساب، اسلاری و مواد شیمیایی، بدون افت فشار و...
