فلومتر های مغناطیسی (یا مگ مترها) نوعی جریان سنج حجمی هستند که بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی کار می کنند. مگمترها فقط می توانند سرعت جریان سیالات رسانا را تشخیص دهند. فلومتر مغناطیسی به کمک اندازه گیری تغییرات شارمغناطیسی در اثر سرعت سیال جاری می تواند مقدار فلو را با دقت قابل قبولی اندازه گیری کند.

آشنایی با انواع فلومتر، کاربرد و مزایا

اساس و نحوه عملکرد فلومتر مغناطیسی

نحوه کار فلومتر مغناطیسی بر اساس قانون فارادی می باشد. این قانون بیان میکند که: وقتی یک جسم هادی میدان مغناطیسی را قطع نماید، در داخل آن جسم ولتاژ القا خواهد شد. این ولتاژ متناسب است با عواملی همچون: شدت میدان مغناطیسی، زاویه‌ی برخورد جسم هادی با میدان مغناطیسی و سرعت عبور آن جسم از درون میدان. حال با توجه به ثابت بودن شدت میدان و زاویه برخورد، در عمل ولتاژ القا شده در الکترود ها با سرعت حرکت سیال متناسب خواهد بود. بعبارتی فلومتر مغناطیسی با ایجاد شار مغناطیسی در سیال عبوری و اندازه گیری شار برگشتی کار می کند.

اساس و نحوه عملکرد فلومتر مغناطیسی

اگر یک سیال رسانا از طریق لوله‌ای با قطر مشخص از طریق چگالی میدان مغناطیسی B ایجاد شده توسط سیم پیچ ها جریان یابد، مقدار ولتاژ UI ایجاد شده در الکترودها، متناسب با سرعت V سیال است. از آنجایی که چگالی میدان مغناطیسی و قطر لوله مقادیر ثابتی هستند، می توان آنها را در یک ضریب کالیبراسیون K ترکیب کرد. در این صورت معادله ولتاژبرابر با E = KV خواهد بود.
ضریب K توسط سازندگان فلومتر مغناطیسی بوسیله کالیبراسیون با آب تعیین می‌گردد. مقدار K به دست آمده برای هر مایع رسانای دیگری معتبر است و خروجی ولتاژ القا شده در فلومتر بصورت خطی است. مگ مترها می توانند جریان را در هر دو جهت اندازه گیری کنند، زیرا جهت معکوس قطب های الکترود را تغییر می‌دهد نه مقدار ولتاژ القا شده را.

ولتاژی که در الکترودها ایجاد می شود یک سیگنال میلی ولت است. این سیگنال معمولاً به یک جریان استاندارد (4 لی 20 میلی آمپر) یا خروجی فرکانس (0 الی 10000 هرتز) توسط ترانسمیتر داخل فلومتر تبدیل می شود. فرستنده های مغناطیسی هوشمند با خروجی های دیجیتال امکان اتصال مستقیم به یک سیستم کنترل توزیع شده را فراهم می کنند (Distributed Control System).
سیم پیچ های نصب شده بر روی فلومتر مغناطیسی را می‌توان با جریان متناوب و مستقیم به راه انداخت. هنگامی که از ولتاژ ac استفاده می‌کنید، ولتاژ خط به سیم پیچ های مغناطیسی اعمال می شود. در نتیجه، سیگنال القا شده ولتاژی به الکترود ها بصورت سینوسی خواهد بود، در نتیجه دامنه موج متناسب است با سرعت سیال عبوری از فلومتر. 

نویز پدیده ای مزاحم در الکترونیک تلقی می‌شود و اغلب مدارت دارای نویز های ناخواسته بر روی خروجی‌شان هستند. از این رو در فلومتر مغناطیسی برای حذف نویز وارد شده به درون ولتاژ الکترود ها بایستی جریان سیال قطع گردیده و خروجی روی صفر تنظیم شود. مشکل اصلی فلومتر مغناطیسی با تغذیه ac این است که نویز می تواند متناسب با شرایط فرآیند متفاوت باشد و برای حفظ دقت، نیاز به صفر کردن مکرر فلومتر است.

فلومتر مغناطیسی یوکوگاوا

کاربرد فلومتر مغناطیسی

  • برای انواع خطوط انتقال سیالات در کارخانجات
  • صنایع مواد شیمیایی و چسب
  • صنایع غذایی و دارویی
  • صنایع معدنی برای استخراج، تولید و فرآوری فلزات
  • کارخانجات کاغذ و خمیر
  • صنعت نفت و گاز
  • صنایع دریایی
  • صنعت آب و فاضلاب
  • صنایع سیمان
  • صنایع کشاورزی
  • صنعت سد سازی
  • ایستگاه پمپاژ

بهترین برند فلومتر مغناطیسی

برند های مطرح در زمینه فلومتر مغناطیسی شامل: یوکوگاوا Yokogawa، اندرس هاوزر Endress+Hauser، ای‌بی‌بی ABB و کرونه Krohne

مزایای استفاده از فلومتر مغناطیسی

  • راه اندازی آسان
  • دقت اندازه گیری بالا
  • تفسیر ساده مقادیر اندازه گیری
  • حداقل نیازهای تعمیر و نگهداری
  • سیگنال خروجی آنالوگ 4 الی 20 میلی آمپر
  • روکش های مقاوم در برابر سایش و خوردگی
  • بدون سایش به علت نداشتن قطعات متحرک
  • برای سیال های تهاجمی و خورنده مناسب است
  • قابلیت اطمینان (پایداری طولانی مدت، عمر مفید)
  • در برخی از نوع ها با طراحی خاص از افت فشار جلوگیری می شود
  • در این فلومتر اصل اندازه گیری به فشار، چگالی، ویسکوزیته و دما بستگی ندارد
  • در طیف گسترده ای از آلیاژ ها و مواد برای آب آشامیدنی، فاضلاب، مواد شیمیایی و جامدات

معایب فلومترهای مغناطیسی 

برای اندازه گیری جریان سیالاتی مانند هیدروکربن ها، آب دمینرال (آب مقطر) و برخی گازها مناسب نیستند. همچنین فلومترهای مغناطیسی می توانند وزن سنگینی داشته باشند و در برخی بخاطر مقاومت بیشتر در برابر خوردگی و سایش، گران قیمت هستند.

انواع تکنیک‌‍‌های اندازه گیری فلو

  • اندازه گیری جریان به روش اوریفیس پلیت Orifice Plate
  • اندازه گیری جریان به ورتکس Vortex Shedder
  • اندازه گیری جریان به آلتراسونیک با پدیده دوپلر Ultrasonic: Doppler
  • اندازه گیری جریان به روتامتری (variable area)
  • اندازه گیری جریان به ونتوری Orifice Plate
  • اندازه گیری فلو به روش مغناطیسی Magnetic
  • اندازه گیری جریان به روش جابجائی مثبت Positive Displacement
  • اندازه گیری جریان به روش توربینی Turbine
  • اندازه گیری جریان به آلتراسونیک با روش زمان انتقال و ...
  • اندازه گیری جریان به کوریالیس Coriolis
  • اندازه گیری جریان به روتامتر( Variable Area (Rotameter
  • اندازه گیری جریان به گرمائی Thermalاندازه گیری جریان به پیتوت Pitot Tube
  • اندازه گیری جریان به فلومتر مخصوص کانالهای باز Weir and Flume Open channel

نحوه و شرایط نصب فلومتر مغناطیسی

  • لوله را باید از ایجاد یا تجمع هر فاز ثانویه (جامد یا هوا) تخلیه کرد
  • فلومتر مغناطیسی باید طوری در راستای لوله نصب شوند تا پر از مایع باشد
  • بهترین روش برای نصب در خطوط عمودی با جهت جریان رو به بالا می باشد
  • در حالت های بسیار خاص میتوان فلومتر های الکترومغناطیس را در خطوط افقی نصب نمود
  • لرزش های مکانیکی به سیستم الکترونیکی (ترانسمیتر) آسیب می زند وباید در نواحی با کمترین مقدار لرزش نصب گردند

آداک فرایند سپهر مطمئن ترین مرکز برای تهیه و تامین تجهیزات ابزار دقیق