مقدمهای بر فرستندههای جریان مغناطیسی
فرستندههای جریان مغناطیسی که معمولاً به عنوان مگامتر شناخته میشوند، ابزارهای صنعتی هستند که برای اندازهگیری نرخ جریان حجمی سیالات رسانای الکتریسیته با استفاده از قانون القای الکترومغناطیسی فارادی طراحی شدهاند. این دستگاهها یک میدان مغناطیسی را در داخل یک لوله جریان ایجاد میکنند و ولتاژ القا شده توسط حرکت سیالات رسانا از طریق این میدان را تشخیص میدهند. دامنه ولتاژ القا شده مستقیماً با سرعت جریان متناسب است و اندازهگیری دقیقی را بدون قطعات متحرک مکانیکی امکانپذیر میکند. فرستندههای جریان مغناطیسی به ویژه به دلیل افت فشار کم، دقت بالا (معمولاً 0.5 تا 1 درصد از نرخ جریان) و مناسب بودن برای سیالات تهاجمی یا ساینده، از جمله دوغاب و مواد شیمیایی خورنده، ارزشمند هستند. طراحی قوی آنها، که اغلب دارای آسترهایی از PTFE، پلی اورتان یا نئوپرن و الکترودهایی از جنس فولاد ضد زنگ، هستلوی یا پلاتین-ایریدیوم است، قابلیت اطمینان را در محیطهای پر تقاضا مانند تصفیه آب، فرآوری مواد شیمیایی و معدن تضمین میکند. به عنوان یک فناوری غالب در بازار اندازهگیری جریان، فرستندههای جریان مغناطیسی تقریباً 15 درصد از فروش جدید جریانسنجها در سراسر جهان را به خود اختصاص میدهند و در صنایعی که دقت و دوام را در اولویت قرار میدهند، به طور فزایندهای مورد استفاده قرار میگیرند.
اصول عملکرد و ویژگیهای طراحی
فرستندههای جریان مغناطیسی بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی عمل میکنند، که بیان میکند وقتی یک سیال رسانا از میان یک میدان مغناطیسی عبور میکند، ولتاژی القا میشود. لوله جریان فرستنده حاوی یک جفت سیمپیچ میدانی است که توسط یک منبع جریان متناوب (AC) یا جریان مستقیم (DC) پالسی تغذیه میشود و یک میدان مغناطیسی عمود بر جهت سیال ایجاد میکند. الکترودهایی که با دیواره لوله همسطح نصب شدهاند، ولتاژ القا شده را تشخیص میدهند، که متناسب با میانگین سرعت سیال است (E = B × L × v، که در آن B چگالی شار مغناطیسی، L فاصله بین الکترودها و v سرعت سیال است). این سیگنال توسط یک فرستنده یکپارچه پردازش میشود تا نرخ جریان حجمی را بر اساس سطح مقطع لوله محاسبه کند. عناصر کلیدی طراحی شامل یک آستر غیر رسانا برای ایزوله کردن سیگنال از دیواره لوله، الکترودهای مقاوم در برابر خوردگی و پردازش سیگنال پیشرفته برای کاهش نویز ناشی از ولتاژهای سرگردان یا تلاطم سیال است. فرستندههای مدرن همچنین دارای عیبیابی برای تشخیص پوشش الکترود و سیگنالدهی خودکار لوله خالی هستند. مسیر جریان بدون مانع آنها افت فشار صفر را تضمین میکند و برای اندازهگیری دقیق به حداقل لولهکشی بالادست (حداقل پنج قطر لوله) نیاز دارند و هزینههای نصب را کاهش میدهند.
سناریوهای کاربردی کلیدی
فرستندههای جریان مغناطیسی در صنایعی که سیالات رسانا (حداقل رسانایی 1 تا 10 میکرو زیمنس بر سانتیمتر) نیاز به نظارت دقیق دارند، مستقر میشوند. در تصفیه آب و فاضلاب، آنها آب آشامیدنی، فاضلاب و مواد افزودنی شیمیایی را اندازهگیری میکنند و از مصونیت آنها در برابر جامدات معلق و مقاومت در برابر سایش بهره میبرند. صنایع شیمیایی به آنها برای سیالات خورنده مانند اسیدها یا مواد قلیایی متکی هستند، با مواد آستر (به عنوان مثال، PTFE برای مقاومت در برابر خوردگی بالا) که طول عمر را تضمین میکند. کاربردهای معدن و فرآوری مواد معدنی شامل نظارت بر جریان دوغاب است، جایی که توانایی فرستنده در مدیریت مخلوطهای ساینده با ذرات جامد از گرفتگی جلوگیری میکند. تولید مواد غذایی و آشامیدنی از طرحهای بهداشتی با سازگاری با تمیز کردن در محل (CIP) برای مایعاتی مانند لبنیات یا شربت استفاده میکند. علاوه بر این، در داروسازی، مگامترها با اتصالات بهداشتی، حلالهای رسانا را ردیابی میکنند و در عین حال استریل بودن را حفظ میکنند. تطبیقپذیری آنها به سیستمهای آبیاری نیز گسترش مییابد، جایی که جریان آب را در کانالهای باز یا لولهها با حداقل نگهداری اندازهگیری میکنند.
مزایا و محدودیتها
مزایای اصلی فرستندههای جریان مغناطیسی شامل افت فشار کم به دلیل مسیر جریان بدون مانع، دقت بالا که تحت تأثیر تغییرات چگالی یا ویسکوزیته سیال قرار نمیگیرد و مناسب بودن برای اندازهگیری جریان دو جهته است. آنها خروجی خطی متناسب با نرخ جریان ارائه میدهند و در مدیریت سیالات خورنده یا ساینده با آسترهای مناسب و الکترودها عالی هستند. با این حال، محدودیتها شامل ناتوانی در اندازهگیری سیالات غیر رسانا (به عنوان مثال، هیدروکربنها یا گازها) و حساسیت به پر شدن ناقص لوله است که میتواند باعث خطاهای اندازهگیری شود. حبابهای هوا یا تجمع جامدات روی الکترودها نیز ممکن است دقت را مختل کند، اگرچه طرحهای مدرن عیبیابی را برای هشدار به کاربران در مورد این مسائل در نظر میگیرند. مصرف انرژی، که از نظر تاریخی به دلیل تحریک سیمپیچها بالا بوده است، با الکترونیک پیشرفته و گزینههای باتریدار بهبود یافته است و آنها را برای مکانهای دورافتاده قابل دوام میکند.
دستورالعملهای انتخاب و پیادهسازی
انتخاب یک فرستنده جریان مغناطیسی مستلزم ارزیابی رسانایی سیال (اطمینان از اینکه از آستانه حداقل فرستنده فراتر میرود)، درجهبندی دما/فشار و سازگاری مواد مرطوب با سیال است. انتخاب آستر بسیار مهم است—به عنوان مثال، پلی اورتان برای مقاومت در برابر سایش یا PTFE برای دماهای بالا. انتخاب الکترود به خورندگی سیال بستگی دارد؛ تیتانیوم در محیطهای کلرید عملکرد خوبی دارد، در حالی که هستلوی در برابر اسیدهای اکسید کننده مقاومت میکند. نصب باید شرایط پر شدن کامل لوله را تضمین کند و از لرزش یا به دام افتادن هوا جلوگیری کند. حلقههای اتصال زمین برای لولههای غیر رسانا برای جلوگیری از نویز سیگنال توصیه میشود. کالیبراسیون باید قابل ردیابی به استانداردها باشد و ادغام با سیستمهایی مانند PLC یا SCADA توسط خروجیها (4 تا 20 میلیآمپر، HART، PROFIBUS) تسهیل میشود. نگهداری منظم شامل تأیید تمیزی الکترود و یکپارچگی آستر، به ویژه در سرویسهای ساینده است.
نتیجهگیری: افزایش راندمان فرآیند با فناوری مغناطیسی
فرستندههای جریان مغناطیسی یک راهحل قوی برای اندازهگیری سیال رسانا ارائه میدهند که دقت بالا را با هزینههای چرخه عمر کم ترکیب میکند. از آنجایی که صنایع بر اتوماسیون و بهرهوری منابع تأکید دارند، نقش آنها در فرآیندهای حیاتی—از جابجایی دوغاب تا دوز مواد شیمیایی—گسترش خواهد یافت. پیشرفتهای آینده ممکن است بر عیبیابی هوشمندتر، اتصال بیسیم و مواد پیشرفته برای شرایط سخت متمرکز شود و موقعیت آنها را در ابزار دقیق صنعتی بیشتر تثبیت کند.
-Endress+Hauser
-ALLEN BRADLEY
-YOKOGAWA
-MTL
-P+F
-محصولات بیشتر
Achievers Automation محدود دارای بیش از 10 سال تجربه در بازار اتوماسیون صنعتی است که در فروش مجدد پروب، سنسور، DCS، مانع ایزولاتور، HMI، PLC، آداپتور، کانکتور و کابل Profibus از برندهایی مانند BENTLY NEVADA، Endress+Hauser، YOKOGAWA، MTL، Allen-Bradley، Pepperl+Fuchs، Rosemount، ASCO، Schneider، Lenze، Pro-face، Mitsubishi، Omron، Lenze، Delta، Honeywell، Siemens و غیره تخصص دارد. اگر درخواستی دارید، لطفاً دریغ نکنید با ما تماس بگیرید.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
