Elektromagnetski mjerač protoka - koji se naziva i magnetski mjerač protoka ili magmetar - mjeri brzinu protoka vodljivih tekućina u punoj cijevi. Naći ćešelektromagnetski mjerači protokakroz pročišćavanje vode i otpadnih voda, kemijsku preradu, hranu i piće, celulozu i papir i linije za rudarsku gnojnicu. Razlog zašto su inženjeri posegnuli za jednim je praktičan: nema pokretnih dijelova na putu protoka, tako da mjerač nastavlja očitavati kroz prljave, abrazivne ili korozivne tekućine koje bi začepile ili istrošile mehanički mjerač - pod uvjetom da tekućina provodi elektricitet i cijev ostaje puna.
Ovaj vodič prvo objašnjava načelo rada, zatim pokazuje kako to načelo odlučuje gdje magmetar odgovara, kako ga instalirati i što provjeriti prije kupnje.
Ukratko:Magnetski mjerač protoka primjenjuje Faradayev zakon indukcije. Vodljiva tekućina djeluje kao pokretni vodič; dok prolazi kroz magnetsko polje unutar mjerača, stvara mali napon koji raste i pada s brzinom protoka. Elektrode u stijenci cijevi preuzimaju taj napon, a budući da je promjer provrta fiksan, transmiter pretvara brzinu u volumetrijsku brzinu protoka. Djeluje samo kada tekućina provodi struju i cijev je puna.
Što je elektromagnetski mjerač protoka?
Elektromagnetski mjerač protoka je volumetrijski instrument protoka za vodljive tekućine. Umjesto rotora, zupčanika, turbine ili prepreke u cijevi, koristi magnetsko polje i par elektroda za otkrivanje kretanja tekućine. Sama tekućina je pokretni vodič: dok teče kroz magnetsko polje unutar tijela mjerača, stvara mali napon, koji mjerač očitava i pretvara u brzinu. Budući da je promjer provrta poznat, transmiter tada izračunava volumetrijski protok.
Isti instrument ima nekoliko naziva - elektromagnetski mjerač protoka, magnetski mjerač protoka, magmetar, magmetar i konduktivni-mjerač protoka tekućine. Svi oni opisuju isti princip mjerenja.
Princip rada elektromagnetskog mjerača protoka (Faradayev zakon)
Princip rada počiva naFaradayev zakon elektromagnetske indukcije: kada se vodič kreće kroz magnetsko polje, na njemu se inducira napon. U magmetru vodič nije metalna šipka - to je vodljiva tekućina koja se kreće kroz mjernu cijev.
Inducirani napon proporcionalan je prosječnoj brzini tekućine. Brži protok daje jači signal; sporiji protok stvara slabiji. Pojednostavljeni odnos je:
Inducirani napon=jakost magnetskog polja × udaljenost elektrode × brzina protoka
Dva od ta tri termina određena su dizajnom mjerača. Jačinu polja održava konstantnom pogonska elektronika, a udaljenost elektrode postavlja cijev. To ostavlja brzinu kao jedinu varijablu koju mjerač mora razlučiti - što je točno ono što mu daje napon.
Zašto tekućina mora biti vodljiva
Faradayev zakon proizvodi upotrebljiv signal samo ako vodič koji se kreće stvarno provodi. U tekućini vodljivost dolazi od otopljenih iona - soli, kiselina i minerala. Voda iz slavine, otpadna voda i većina procesnih otopina sadrže dovoljno iona za jednostavno mjerenje. Ulja, plinovi, para i ultračista ili deionizirana voda općenito ne. Za pozadinu o tome što povećava ili smanjuje vodljivost,USGS objašnjenje električne vodljivosti u vodije jasan primer, ali broj koji je zapravo važan za odabir je minimalna vodljivost otisnuta na podatkovnoj tablici određenog mjerača.
Od brzine do volumetrijskog protoka
Magmetar ne osjeća izravno volumen - on osjeća brzinu. Odašiljač množi izmjerenu prosječnu brzinu s fiksnom površinom poprečnog-presjeka provrta (Q=v × A) kako bi proizveo volumetrijski protok. Zbog toga parametar promjera-cijevi unutar transmitera mora odgovarati provrtu stvarnog metra: netočan promjer povećava ili smanjuje svako očitanje za kvadrat pogreške. To je i razlog zašto je očitanje magmetra uvelike neovisno o gustoći tekućine i viskoznosti, za razliku od nekih drugih tehnologija.
Kako Mag Meter pretvara kretanje tekućine u signal protoka?
Mjerenje se odvija kroz jasan niz:
- Zavojnice na tijelu mjerača stvaraju magnetsko polje preko mjerne cijevi i kroz tekućinu.
- Dok se vodljiva tekućina kreće kroz to polje, inducira mali napon.
- Elektrode na suprotnim stranama cijevi preuzimaju napon. Signal je malen, tako da je važna čista detekcija i dobro uzemljenje.
- Odašiljač filtrira šum, kompenzira geometriju mjerača i pretvara napon u brzinu.
- Odašiljač izračunava volumetrijski protok i prikazuje ga ili prenosi - obično kao 4–20 mA, puls, frekvenciju, RS485 Modbus ili HART.
Glavne komponente magnetskog mjerača protoka
Mjerna cijev
Dio kroz koji teče tekućina. U -izvedbi punog promjera unutarnji promjer odgovara cjevovodu, čime se gubitak tlaka održava niskim i izbjegava mehanička prepreka.
Magnetske zavojnice
Oni stvaraju magnetsko polje. Stabilnost tog polja izravno ograničava ponovljivost mjerenja.
elektrode
Elektrode očitavaju inducirani napon i moraju ostati natopljene tekućinom. Ako je cijev prazna ili samo djelomično puna, očitanje se smanjuje. Materijal elektrode mora odgovarati tekućini - standardni nehrđajući čelik 316L dobar je za vodu i većinu otpadnih voda, ali agresivne kemikalije trebaju legure kao što su Hastelloy, titan ili tantal. U medijima-sklonim premazivanju,održavanje i čišćenje elektrodapostati dio operativnog plana.
košuljica
Obloga izolira cijev od tekućine i štiti tijelo. Uobičajeni izbor su PTFE, PFA, tvrda ili meka guma, poliuretan i neopren, odabrani prema tekućini, temperaturi, pritisku i abraziji. Pogrešna košuljica može nabubriti, korodirati ili se istrošiti i tako skratiti vijek trajanja mjeračaodabir pravog materijala za oblaganjeje odluka u-fazi specifikacije, a ne naknadna misao.
Odašiljač
Odašiljač napaja senzor, obrađuje signal, izračunava protok i pokreće zaslon i izlazi na PLC, SCADA sustav ili totalizator. Može se montirati na senzor (kompaktno) ili daljinski gdje vibracije, toplina, rizik od poplave ili loš pristup čine zasebno kućište boljom opcijom.
Koje tekućine može mjeriti elektromagnetski mjerač protoka?
Prvo pravilo odabira: magmetar mjeri samo vodljive tekućine. Donja tablica razvrstava tipične medije u tri skupine.
| Pogodnost | Tipične tekućine | Što potvrditi |
|---|---|---|
| Prikladno | Čista i procesna voda, rashladna voda,otpadnih voda i kanalizacije, mulj i kaša, vodljive kemijske otopine, kiseline i lužine (s ispravnim materijalima), tekućine za hranu i piće (sanitarni dizajn), tekućine od celuloze i papira | Cijev je puna; vodljivost iznad minimuma mjerača |
| Koristite s oprezom | Tekućine niske-vodljivosti blizu praga, teški mediji za premazivanje, visoko abrazivna kaša, demineralizirana voda blizu granice | Provjerite minimalnu vodljivost; plan trošenja košuljice/elektrode ili premaza |
| Nije prikladno | Plin, zrak, para, većina ulja, ugljikovodici niske-vodljivosti, deionizirana ili ultračista voda ispod granice, ne{1}}vodljiva otapala, cijevi koje ne mogu ostati pune | Koristite drugu tehnologiju (pogledajte usporedbu u nastavku) |
Minimalna vodljivost: Što provjeriti prije odabira
"Dovoljno vodljiv" najčešća je pogreška pri odabiru, pa zaslužuje vlastitu provjeru. Vodljivost se obično navodi u mikrosimenima po centimetru (µS/cm). Obična voda iz slavine i procesna voda obično ima stotine µS/cm - što je udobno iznad nekoliko µS/cm koje treba standardni magmetar. Demineralizirana voda, parni kondenzat i tehnološka voda visoke -čistoće mogu pasti dovoljno nisko da zahtijevaju poseban model niske-vodljivosti ili potpuno drugačiji mjerač.
Prije nego što se posvetite modelu:
- Pronađite navedenu minimalnu vodljivost mjerača na podatkovnoj tablici - ne pretpostavljajte zadanu industrijsku vrijednost.
- Izmjerite ili procijenite vodljivost svoje tekućine na njezinoj stvarnoj radnoj temperaturi, jer se vodljivost mijenja s temperaturom.
- Ostavite marginu. Granične vrijednosti pomiču se s razrjeđivanjem, temperaturom i sezonskim promjenama.
- Ako ste blizu granice, zamolite dobavljača da potvrdi vašu točnu tekućinu umjesto da nagađa.
Vodič za odabir obloge i elektrode
Obloga i elektrode dva su dijela u stalnom kontaktu s tekućinom, pa pokreću i točnost i životni vijek. Preslikavanja u nastavku početni su okvir - uvijek potvrđuju prema kemijskoj-kartici kompatibilnosti i stvarnoj temperaturi, tlaku, koncentraciji i opterećenju čvrstim tvarima.
| Materijal obloge | Tipična upotreba | Bilješke |
|---|---|---|
| PTFE/PFA | Agresivne kemikalije, kiseline, lužine, sanitarna/hrana | Široka kemijska otpornost; provjerite granice temperature i vakuuma |
| Tvrda/meka guma | Voda, otpadne vode, kanalizacija, blaga gnojnica | Dobra otpornost na abraziju, niža cijena |
| Poliuretan | Abrazivna kaša, pijesak, rudarstvo | Jaka otpornost na habanje; uže kemijsko i temperaturno područje |
| Neopren | Opće vode i otpadne vode | Opće{0}}namjene, ekonomičan |
| Materijal elektrode | Tipična upotreba |
|---|---|
| 316L nehrđajući čelik | Opće vode i otpadne vode |
| Hastelloy C | Mnoge otopine kiselina i klorida |
| Titanij | Morska voda i tekućine bogate-kloridima |
| Tantal | Jake kiseline kao što je koncentrirana solna kiselina |
| Platina / Pt-Ir | Agresivne ili oksidirajuće kemikalije |
Čimbenici instalacije koji utječu na točnost
Na zdravom magmetru, većina pogrešaka na terenu dolazi do instalacije, a ne do samog principa.
Držite lulu punom
Elektrode moraju biti navlažene, pa ih postavite tamo gdje cijev ostaje puna. Okomito strujanje prema gore često se preferira za tekućine koje nose krute tvari ili zrak, jer održava provrt ispunjenim i sprječava stvaranje taloga. Izbjegavajte najvišu točku linije, gdje se skuplja zrak, i izbjegavajte slobodno-drenažne dijelove prema dolje.
Ispravno uzemljite mjerač
Budući da mjerač očitava vrlo mali napon, uzemljenje nije izborno - loše uzemljenje pokazuje se kao šum i lutajuće očitanje. Ovisno o materijalu cijevi, možda će vam trebati prstenovi za uzemljenje, elektrode za uzemljenje ili trake za uzemljenje; plastične, obložene i izolirane cijevi gotovo uvijek zahtijevaju dodatnu pozornost. Ako imate vremena napraviti samo jednu stvar ispravno na problematičnoj instalaciji, obično je takoispravno uzemljenje.
Omogućite mjeraču stabilan profil protoka
Pumpe, regulacijski ventili, koljena i reduktori stvaraju vrtlog i turbulenciju koja iskrivljuje očitanje. Držite mjerač podalje od tih smetnji i poštujte upute proizvođačauzvodno i nizvodno ravni-zahtjevi. Tamo gdje je prostor tijesan, odaberite položaj koji minimalizira vrtlog i uvlačenje zraka umjesto onog koji je samo praktičan.
Pogreške pri instalaciji koje treba izbjegavati
- Montaža na najvišu točku cjevovoda, gdje se stvaraju zračni džepovi.
- Instalacija na dolje ili slobodno{0}}odvodnju koja omogućuje pražnjenje cijevi.
- Preskakanje prstenova za uzemljenje na plastičnoj ili obloženoj cijevi.
- Postavljanje mjerača neposredno nizvodno od pumpe ili djelomično otvorenog ventila.
- Prihvatiti djelomično napunjenu cijev i nadati se da očitanje stoji.
Potpuni-kontrolni popis prije početka nalazi se u našemnapomene za ugradnju elektromagnetskog mjerača protoka.
Primjeri primjene (bilješke s terena)
Princip je identičan za sve poslove; ono što se mijenja je koji detalj vas grize. Nekoliko uzoraka iz stvarnih instalacija:
-
Cjevovod komunalnih otpadnih voda
- Princip mjerača ovdje je rijetko problem - prazna-cijev je uvjetovana, uvlačenje zraka nakon pumpe i loše uzemljenje. Tipično uklapanje je DN100 vod s gumenom oblogom, 316L elektrodama i 4–20 mA plus RS485 izlaz u SCADA, montiran okomito s provjerenom cijevi.
-
-
Linija za doziranje kemikalija
- Dominira kompatibilnost materijala. Navedite kemijski naziv, koncentraciju i temperaturu kako bi se obloga (često PTFE/PFA) i elektrode (često Hastelloy ili tantal) mogle uskladiti; "nehrđajući" default može propasti za nekoliko tjedana.
-
-
Prehrambena{0}}voda / CIP voda
- Sanitarni priključci, završna obrada površine i obloga ocijenjena za cikluse vrućeg čišćenja-na-mjestu važni su koliko i raspon protoka.
-
-
Rudarska gnojnica
- Abrazija je ubojica. Trajnost obloge (poliuretan je uobičajen) i trošenje elektrode, a ne jačina signala, odlučuju o vijeku trajanja.
Elektromagnetski mjerač protoka u odnosu na druge mjerače protoka
| Vrsta mjerača protoka | Najbolje za | Zašto ga inženjeri biraju | Pazi- |
|---|---|---|---|
| Elektromagnetski | Vodljive tekućine: voda, otpadna voda, mulj, kemikalije | Nema pokretnih dijelova, mali gubitak tlaka,-neovisno o gustoći, podnosi krutine | Samo vodljive tekućine; treba punu cijev i dobro uzemljenje |
| Turbina | Čiste tekućine niske-viskoznosti | Brz odziv, kompaktan, dobra točnost na čistim tekućinama | Pokretni dijelovi se troše i začepljuju; osjetljiv na viskoznost i krutine |
| Ultrazvučni | Čiste tekućine, rekonstrukcije, velike cijevi | Opcije stezaljke ne zahtijevaju rezanje cijevi; bez zapreka | Ovisi o stanju cijevi, prozirnosti tekućine i dobroj instalaciji |
| Coriolis | Maseni protok, gustoća, skrbnički prijenos, visoka točnost | Izravna masa i gustoća, vrlo visoka točnost | Veći trošak i pad tlaka; veličina i težina brzo rastu |
| Diferencijalni tlak | Para, plin, tekućina, visoki tlak | Zrelo, široko prihvaćeno | Dodaje gubitak tlaka; treba ravne staze i impulsne vodove |
Mag Meter naspram Ultrasonic za retrofit
Na projektima rekonstrukcije izbor se često svodi na pristup i tekući tip. Stezaljka-na ultrazvučnom mjeraču postavlja se bez rezanja cijevi ili zaustavljanja protoka, što je privlačno na glavnoj mreži pod naponom -, ali potrebna je čista, dobro-definirana tekućina i dobra cijev za pouzdano očitavanje. Magmetar zahtijeva kalem i isključivanje kako bi odgovarao, a ipak odbija krute tvari i daje stabilnije očitanje prljavih ili vodljivih procesnih tekućina. Ako tekućina provodi i nosi krute tvari, magmetar obično osvaja dugoročnu -stabilnost; ako ne možete prekinuti liniju ili je tekućina čista, ultrazvučni je vrijedan usporedbe. Kompromise-obrađujemo dublje uultrazvučni i elektromagnetski mjerači protoka.
Kako odabrati pravi elektromagnetski mjerač protoka?
Što više od sljedećeg možete ponuditi, preporuka više odgovara vašem procesu, a ne samo vašoj veličini cijevi. Svaka stavka postoji jer mijenja konfiguraciju:
- Naziv i sastav tekućine - pokreće materijal obloge i elektrode.
- Minimalna vodljivost - potvrđuje da tehnologija uopće radi.
- Veličina i materijal cijevi - postavljaju veličinu mjerača i pristup uzemljenju.
- Minimalni, normalni i maksimalni protok - određuje mjerač prema stvarnom rasponu, a ne samo prema liniji.
- Temperatura i tlak - omeđuju izbor košuljice i brtve.
- Krutine, mjehurići, premaz ili abrazija - utječu na oblogu, elektrode i montažu.
- Zahtijevana točnost - odvaja standardnu od vrhunske konfiguracije.
- Dostupna ravna duljina cijevi - odlučuje je li vaš položaj prihvatljiv.
- Vrsta priključka - prirubnica, pločica, navoj, sanitarna stezaljka ili umetak.
- Izlazni signal - 4–20 mA, puls, RS485 Modbus, HART ili relej.
- Napajanje - glavnim, niskim-naponom ili baterijom.
- Okoliš - IP ocjena, daljinski zaslon, otpor-na eksploziju ili sanitarno odobrenje.
Za strukturirani vodič pogledajte naše bilješke oključne točke za odabir elektromagnetskog mjerača protoka. Kad ste spremni, možetepošaljite nam svoje podatke o prijavii uskladit ćemo model i konfiguraciju s gore navedenim uvjetima.
Rješavanje problema: Simptom, vjerojatni uzrok, prvo provjerite
| Simptom | Najvjerojatniji uzroci | Prvo provjerite |
|---|---|---|
| Nestabilno / fluktuirajuće očitanje | Loše uzemljenje, mjehurići zraka, niska vodljivost, vibracije, električne smetnje, postavite preblizu pumpi ili ventilu | Uzemljenje, zatim potvrdite da je cijev puna i da su elektrode natopljene |
| Nema signala protoka | Prazna cijev, ne{0}}vodljiva tekućina, greška u ožičenju, odašiljač pogrešno konfiguriran | Potvrdite da postoji stvarni protok, zatim vodljivost, snaga i ožičenje |
| Očitavanje previsoko ili prenisko | Pogrešna postavka promjera-cijevi, pogrešan raspon, djelomično ispunjena cijev, premaz elektroda, loša pozicija za montažu | Provjerite parametre promjera i raspona prema mjeraču |
| Postupno pomicanje tijekom tjedana/mjeseci | Obloga elektrode, istrošenost ili oštećenje obloge, promjena vodljivosti tekućine | Provjerite ima li nakupina na elektrodama; pregledajte stanje košuljice |
Ako tražite stalnu grešku, naš vodič zauobičajeni kvarovi elektromagnetskog mjerača protoka i njihovo liječenjeprolazi kroz svaki slučaj redom.
Često postavljana pitanja o elektromagnetskim mjeračima protoka
Koja je minimalna vodljivost za elektromagnetski mjerač protoka?
Većina standardnih magmetara treba samo nekoliko µS/cm, a obična voda je znatno iznad toga. Točnu brojku postavlja model, stoga pročitajte podatkovnu tablicu i ostavite marginu ako je vaša tekućina demineralizirana, kondenzirana ili na neki drugi način niske-vodljivosti.
Koliko ravne cijevi treba za magmetar?
Ovisi o smetnji uzvodno i modelu, stoga slijedite zahtjeve proizvođača za uzvodno i nizvodno-ravnu vožnju, a ne samo jedno pravilo. Držite mjerač dalje od pumpi, ventila i koljena gdje god možete.
Trebam li prstenove za uzemljenje?
Na vodljivim metalnim cijevima, susjedna neobložena cijev ponekad može predstavljati put uzemljenja. Na plastičnim, obloženim ili izoliranim cijevima gotovo uvijek su vam potrebni prstenovi za uzemljenje ili elektrode za uzemljenje kako bi se tekućina električno usmjerila prema mjeraču.
Može li magmetar raditi na djelomično ispunjenoj cijevi?
Standardni magmetar ne može. Elektrode moraju biti navlažene i provrt mora biti pun; djelomično punjenje uzrokuje nestabilna ili pogrešna očitanja. Djelomično puni vodovi trebaju mjerač posebno dizajniran za to stanje.
Koju oblogu odabrati za svoju tekućinu?
Uskladite košuljicu s kemijskim sastavom, temperaturom, tlakom i abrazijom: guma za vodu i blagu kašu, poliuretan za abrazivnu suspenziju i PTFE ili PFA za agresivne kemikalije i sanitarne uvjete. Potvrdite konačni odabir prema tablici kompatibilnosti.
Koja je razlika između umetnutih i inline magmetara?
Aninline (pun-bore) magmetarnosi puni protok i standardni je, najtočniji izbor. Anumetanje-vrste mag. mjeračamjeri lokalnu brzinu kroz sondu; jeftiniji je za postavljanje na velike cijevi, ali općenito manje točan i osjetljiviji na profil protoka.
Može li elektromagnetski mjerač protoka mjeriti ulje, plin ili paru?
Ne. Većina ulja nije-vodljiva, a plin, zrak i para nemaju vodljivi put. Za njih pogledajte turbine, Coriolisove, ovalne zupčanike, vrtložne ili ultrazvučne tehnologije, ovisno o tekućini.
Je li elektromagnetski mjerač protoka dobar za otpadnu vodu?
Da - to je jedan od najčešćih izbora, jer nema pomičnih dijelova i podnosi vodljive tekućine s suspendiranim čvrstim tvarima. Potpuna-montaža cijevi, uzemljenje i prava košuljica još uvijek odlučuju o tome koliko će dobro funkcionirati.
Što utječe na točnost magmetara?
Uzemljenje, vodljivost blizu granice, djelomično ispunjena cijev, premaz elektrode, mjehurići zraka, pogrešna postavka promjera-cijevi, loš položaj ugradnje i neprikladni materijali uobičajeni su krivci.
Ključni zahvati
Magnetski mjerač protoka inducira napon u pokretnoj vodljivoj tekućini (Faradayev zakon), očitava ga kroz elektrode i pretvara brzinu u volumetrijski protok koristeći poznato područje provrta. Za vodu, otpadnu vodu, mulj i mnoge kemijske otopine to je radni konj -neovisan o-održavanju, gustoći- - ali ne može mjeriti plin, paru, ulje ili ne-vodljive tekućine, a ovisi o punoj cijevi, čvrstom uzemljenju i pravoj oblogi i elektrodama.
Prvo odlučite o odabiru prema tekućini (vodljivost i kemija), zatim prema cijevi i rasponu protoka, zatim prema spoju, izlazu i okolišu. Donesite te podatke svom dobavljaču i preporuka će odgovarati procesu, a ne samo promjeru cijevi.
Napisao i recenzirao FlowT-ov tim-inženjera instrumenata, na temelju tipične prakse industrijske instalacije i odabira. Specifičnosti materijala, točnosti, vodljivosti i izlaza razlikuju se ovisno o modelu i radnim uvjetima - potvrdite u podatkovnoj tablici proizvoda i vašoj aplikaciji.
