فلو ترانسمیتر مگنتی

• فلومتر مغناطیسی یا فلومتر الکترومغناطیسی یکی از ابزارهای سنجش شدت جریان است
• با توجه به قانون الکترومغناطیسی فارادی که اساس عملکرد فلومترهای مغناطیسی می باشد،
• از این فلومترها برای سیالاتی استفاده می شوند که دارای هدایت الکتریکی هستند
• لذا این تکنولوژی برای اندازه گیری فلوی هیدروکربن ها و گازها قابل استفاده نمی باشد
• که در چند سال اخیر محبوبیت بیشتری نسبت به سایر گزینه ها پیدا کرده است.
• به طور کلی فلومتر و فلو ترانسمیتر به عنوان ابزارهای کنترل شدت جریان و گزارش آن به اپراتور یا اتاق کنترل استفاده می شوند.
• اگرچه انواع مختلفی از فلومترها در بازار موجود است و اساس عملکرد هر کدام از آنها با یکدیگر تفاوت دارند
• عدد نهایی گزارش شده به عنوان شدت جریان سیال در آن نقطه بوده و تفاوت زیادی با یکدیگر ندارد.
• در این مطلب می‌خواهیم معرفی فلومتر مغناطیسی را انجام دهیم
• و ضمن توضیح دادن ثبت اندازه گیری جریان در این ابزارها، به برخی از مزایا و محدودیت های آن نیز اشاره کنیم.

فلومتر مغناطیسی چگونه کار میکند

• روش کار فلومتر مغناطیسی نیاز به آشنایی با بخشهای مختلف آن دارد.
• در این ابزار چهار قسمت مختلف تحت عنوان قسمت الکترونیک، سیم پیچ ایجاد میدان، الکترودها و بدنه فلومتر به کار گرفته شده است.
• حالا میتوانید سطح مقطع عرضی یک لوله را در نظر بگیرید که یک رسانا از آن عبور می کند.
• عبور سیال رسانا باعث ایجاد یک میدان در بخش الکترونیکی شده که به کمک سیم پیچ القائی تقویت می‌شود.
• جریان به وجود آمده در الکترود ها تبدیل به یک ولتاژ ضعیف میگردد
• که در نهایت توسط قسمت دیجیتالی به عنوان یک عدد گزارش شده
• و به اپراتور نشان داده می شود.

 ساختمان فلو ترانسمیتر مغناطیسی

• قسمت الکترونیک یا پروسسور
• سیم پیچ ها ایجاد میدانی
• الکترودها
• بدنه فلومتر

اساس اندازه گیری جریان در فلومتر مغناطیسی

• اساس کار اندازه گیری جریان در جریان سنج مغناطیسی بر مبنای قانون فاراده است.
• بر طبق قانون فاراده، زمانی که یک جسم رسانا از یک میدان مغناطیسی عبور می کند،
• در داخل جسم مورد نظر یک ولتاژ القا خواهد شد که با شدت میدان مغناطیسی، زاویه برخورد جسم رسانا و همچنین سرعت عبور آن از درون میدان متناسب است.
• ولتاژ به وجود آمده می‌تواند تابعی از سرعت جسم رسانا از داخل میدان مغناطیسی باشد و این در نهایت می تواند فاکتور خوبی برای اندازه گیری میدان یا حتی اندازه گیری سرعت عبور جسم رسانا باشد.
• این موضوع باعث ایجاد یک پیش شرط در فلومتر مغناطیسی می شود.
• در فلومتر مغناطیسی لازم است که شدت جریان مایعات اندازه گیری شود و مایع مورد نظر نسبت به عبور جریان الکتریکی رسانا باشد.
• زمانی که سیال مورد نظر از مقطع یک لوله عبور می کند، در داخل فلومتر مغناطیسی با یک میدان مغناطیسی برخورد می کند.
• سرعت عبور سیال از داخل میدان و زاویه برخورد آن بر طبق قانون فاراده به ما کمک می کند که سرعت جریان سیال را محاسبه کنیم که در قسمت نمایشگر دیجیتال به ما داده میشود.

کاربردهای فلو ترانسمیتر مغناطیسی

با توجه به توضیحاتی که داده شد، خوشبختانه جریان سنج مغناطیسی در حوزه های مختلف کاربرد دارد و شاید تنها پیش شرط آن، رسانا بودن سیال مورد نظر است. به همین دلیل کاربردهای فلومتر مغناطیسی شامل صنایع مختلف می‌شود:

• استفاده در اندازه گیری سرعت جریان صنایع شیمیایی مانند تولید اسید ها، بازها، سایر ترکیبات شیمیایی رسانا
• صنایع غذایی مانند خطوط تولید آب معدنی، خطوط تولید لبنیات و خطوط شیره چغندر؛
• استفاده در تاسیسات و صنایع آب و فاضلاب که با آب های دارای یون های رسانا سر و کار دارند؛
• صنایع دارویی و صنایع تولید کاغذ
• صنایع فلزی و صنایع دریایی و صنایع آبیاری کشاورزی
• سیستم های آبرسانی و شبکه‌های لوله آب.

اصول اندازه گیری در فلو ترانسمیتر مگنتی

• برطبق قانون فارادی می باشد.
• هرجسم هادی که یک میدان مغناطیسی را قطع نماید، در داخل آن جسم ولتاژ القا خواهد شد
• که متناسب خواهد بود با شدت میدان مغناطیسی
• زاویه ی برخورد جسم هادی با میدان مغناطیسی و بالاخره سرعت عبور آن جسم از درون میدان حال با توجه به ثابت بودن شدت میدان و زاویه برخورد در عمل ولتاژ القا شده در داخل ماده هادی متناسب با سرعت حرکت سیال خواهد بود.

u=k * B * D * V

u:ولتاژ القا شده متحرک
K : مقدار ثابت ضریب
B: شدت میدان مغناطیسی
V: سرعت حرکت متحرک درون میدان مغناطیسی

V=u/(k *B*D)

بنابراین با توجه به ثابت بودن ضرایب D , B , K  اندازه گیری ولتاژ اخذ شده از پروب ها سرعت V بدست می آید که با ضریب این فاکتوردرسطح مقطع فلومتر S  میزان حجم کل عبور سیال Q  بصورت لحظه ای بدست می آید.

Q=V * S

Q: میزان حجم انتقال داده شده
V: سرعت
S: سطح مقطع کنتور

با فرض اینکه سرعت برحسب m/s و سطح مقطع برحسب m2 می باشد. در نتیجه بر طبق رابطه ی بالا m3/s = m2 × m/s
حجم انتقالی یا دبی (Q) برحسب m3/s خواهد بود. با توجه به اعمال ضرایب مختلف می توان واحدهای مختلف دبی مانند   lit/s , lit/min ,m3/h  و … را از فلومتردریافت  کرد . دربعضی از مواد با توجه به ضرایب وزن و حجمی می توان یک فلومتررا بعنوان اندازه گیری جرم انتقالی مورد استفاده قرار داد. واحدهای مورد استفاده دراین حالت, g/s , kg/s , kg/h, ton/hو …  می باشد.
جهت اندازه گیری با این روش بایستی ضریب هدایت الکتریکی مایع بیش از 5 µs  در سانتی متر باشد . توضیح آن که آب شرب وقتی یکبار تقطیرشده دارای رسانایی بیش از 5  میکروزیمنس در سانتی متر مربع می باشد.

Conductivity >5 µs /cm

مزایای فلومتر مغناطیسی

• طبیعتاً فلومتر مغناطیسی باید تفاوت چشمگیری نسبت به سایر فلومتر های موجود در بازار داشته باشد که به عنوان یک ابزار کارآمد استفاده شود.
• اگر به قانون فاراده توجه کنید (u=k * B * D * V)، متوجه می شویم که در آن خصوصیات سیال مانند جرم مولکولی و گراویتی تاثیر چندانی ندارد.
• این موضوع یعنی محدودیتی در استفاده از این فلومتر در حوزه های مختلف وجود ندارد و تنها انتظاری که ما داریم این است که سیال عبوری رسانا باشد.
• به همین دلیل داده های به دست آمده از جریان سنج های مغناطیسی اعتبار بالایی دارند
• و به عنوان داده های استاندارد استفاده می شود. در برخی موارد دیگر هم هستند
• که در عملکرد این دستگاه محدودیت ایجاد می‌کنند و در ادامه مطلب بیشتر به آنها خواهیم پرداخت.

محدودیت های فلوترانسمیتر مغناطیسی

با وجود برتری های فلومتر مغناطیسی، چند محدودیت برای آن وجود دارد:

• مایع و رسانا بودن: انتظار ما از سیالی که از لوله عبور می کند این است که بتواند به عنوان یک رسانا در قانون فاراده عمل کند. وجود جسم خارجی در کنار میدان مغناطیسی بسیار مهم است. بنابراین سیال مورد نظر هم باید توانایی عبور یون ها را داشته باشد و هم حالت فیزیکی آن به شکل مایع باشد که قابلیت اندازه‌گیری را داشته باشد.
• محدودیت دمایی: منابع مختلف دمای استاندارد برای فلومتر مغناطیسی را ۸۰ درجه سانتیگراد اعلام کردند. از آنجائی که بالا رفتن یا کاهش دما می تواند بر روی خصوصیات سیستم تاثیر منفی گذاشته و باعث تغییر رسانایی و سایر ویژگی های سیال شود، لازم است که این محدودیت دمایی رعایت شود

محدودیت های فلوترانسمیتر مغناطیسی

• جریان سنج مغناطیسی در بسیاری از حوزه‌های صنعتی و پالایشگاهی کاربرد دارد
• به هنگام خرید فلومتر مغناطیسی به نوع سیال و نحوه انتخاب آن توجه کنید
• زیرا تا حدود زیادی عملکرد ابزار را تحت تاثیر قرار میدهد.

کاربردهای فلو ترانسمیتر مغناطیسی

• تاسیسات آب فاضلاب، خروجی سدها، چاه ها، ایستگاه های پمپاژ، خطوط آبرسانی شهری و روستایی همچنین اندازه گیری آب خام ، شرب یا تصفیه شده ، هرزآب ، فاضلاب و…
•  صنایع شیمیایی ، اسیدها، سودهای سوزآور، سرشین ، چسب
• غذایی، آب معدنی، شیر، ماست، دوغ، ملاس، شیره چغندر
• صنایع دارویی
• فلزی / معدنی
• صنایع کاغذ / خمیرکاغذ
• دریایی
• صنایع شبکه لوله های آب / مدیریت نشست آب
• آبیاری کشاورزی
• صنایع اندازه گیری / خرید و فروش آب