Manyetik Akış Ölçerler'e Giriş

Manyetik akış ölçerler, genellikle magmetreler olarak adlandırılan, Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasını kullanarak elektriksel olarak iletken sıvıların hacimsel akış hızını ölçmek için tasarlanmış endüstriyel cihazlardır. Bu cihazlar, bir akış tüpü içinde bir manyetik alan oluşturur ve bu alandan iletken sıvıların hareketiyle indüklenen voltajı algılar. İndüklenen voltajın genliği, akış hızıyla doğru orantılıdır ve mekanik hareketli parçalar olmadan hassas ölçüm sağlar. Manyetik akış ölçerler, minimum basınç düşüşü, yüksek doğruluk (tipik olarak akış hızının %0,5–1'i) ve bulamaçlar ve aşındırıcı kimyasallar dahil olmak üzere agresif veya aşındırıcı sıvılar için uygunlukları nedeniyle özellikle değerlidir. Genellikle PTFE, poliüretan veya neoprenden yapılmış astarlara ve paslanmaz çelik, Hastelloy veya platin-iridyumdan yapılmış elektrotlara sahip sağlam tasarımları, su arıtma, kimyasal işleme ve madencilik gibi zorlu ortamlarda güvenilirlik sağlar. Akış ölçüm pazarında baskın bir teknoloji olarak, manyetik akış ölçerler küresel olarak yeni debimetre satışlarının yaklaşık %15'ini oluşturmaktadır ve doğruluk ve dayanıklılığa öncelik veren endüstrilerde giderek daha fazla benimsenmektedir.

Çalışma Prensipleri ve Tasarım Özellikleri

Manyetik akış ölçerler, iletken bir sıvı bir manyetik alandan geçtiğinde bir voltajın indüklendiğini belirten Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasası üzerine çalışır. Ölçüm cihazının akış tüpü, alternatif akım (AC) veya darbeli doğru akım (DC) kaynağı tarafından enerjilenen, sıvı yönüne dik bir manyetik alan oluşturan bir çift alan sargısı içerir. Tüp duvarına sıfır hizasında monte edilen elektrotlar, ortalama sıvı hızıyla orantılı olan indüklenen voltajı algılar (E = B × L × v, burada B manyetik akı yoğunluğudur, L elektrotlar arasındaki mesafedir ve v sıvı hızıdır). Bu sinyal, borunun kesit alanına göre hacimsel akış hızını hesaplamak için entegre bir verici tarafından işlenir. Temel tasarım öğeleri arasında, sinyali boru duvarından izole etmek için iletken olmayan bir astar, korozyona dayanıklı elektrotlar ve kaçak voltajlardan veya sıvı türbülansından kaynaklanan gürültüyü azaltmak için gelişmiş sinyal işleme bulunur. Modern vericiler ayrıca elektrot kaplama tespiti ve otomatik boş boru sinyali için teşhis özelliklerine sahiptir. Engelsiz akış yolu sıfır basınç kaybı sağlar ve doğru ölçüm için minimum yukarı yönlü borulama (beş boru çapı kadar az) gerektirir, bu da kurulum maliyetlerini azaltır.

Temel Uygulama Senaryoları

Manyetik akış ölçerler, iletken sıvıların (minimum iletkenlik 1–10 μS/cm) hassas izleme gerektirdiği endüstrilerde kullanılır. Su ve atık su arıtmada, askıda katı maddelere karşı bağışıklıklarını ve aşınma direncini kullanarak içme suyu, kanalizasyon ve kimyasal katkı maddelerini ölçerler. Kimya endüstrisi, uzun ömürlülüğü sağlayan astar malzemeleri (örneğin, yüksek korozyon direnci için PTFE) ile asitler veya kostikler gibi aşındırıcı sıvılar için onlara güvenir. Madencilik ve mineral işleme uygulamaları arasında, ölçüm cihazının katı parçacıklarla aşındırıcı karışımları işleme yeteneğinin tıkanmayı önlediği bulamaç akış izlemesi bulunur. Gıda ve içecek üretimi, süt veya şurup gibi sıvılar için yerinde temizleme (CIP) uyumluluğuna sahip hijyenik tasarımlar kullanır. Ek olarak, ilaç endüstrisinde, sıhhi bağlantı parçalarına sahip magmetreler, steriliteyi korurken iletken çözücüleri izler. Çok yönlülükleri, minimum bakımla açık kanallarda veya borularda su akışını ölçtükleri sulama sistemlerine kadar uzanır.

Avantajlar ve Sınırlamalar

Manyetik akış ölçerlerin başlıca avantajları arasında, engelsiz bir akış yolu nedeniyle minimum basınç düşüşü, sıvı yoğunluğu veya viskozite değişikliklerinden etkilenmeyen yüksek doğruluk ve çift yönlü akış ölçümü için uygunluk yer alır. Akış hızıyla orantılı doğrusal bir çıkış sağlarlar ve uygun astarlar ve elektrotlarla aşındırıcı veya aşındırıcı sıvıların işlenmesinde mükemmeldirler. Ancak, sınırlamalar arasında iletken olmayan sıvıları (örneğin, hidrokarbonlar veya gazlar) ölçememe ve ölçüm hatalarına neden olabilen eksik boru dolgusuna karşı hassasiyet yer alır. Elektrotlar üzerinde hava kabarcıkları veya katı birikimi de doğruluğu bozabilir, ancak modern tasarımlar, kullanıcıları bu tür sorunlar konusunda uyarmak için teşhisler içerir. Bobin uyarımı nedeniyle tarihsel olarak yüksek olan enerji tüketimi, gelişmiş elektronik ve pille çalışan seçeneklerle iyileştirildi ve onları uzak konumlar için uygun hale getirdi.

Seçim ve Uygulama Kılavuzları

Bir manyetik akış ölçer seçmek, sıvı iletkenliğini (ölçüm cihazının minimum eşiğini aştığından emin olun), sıcaklık/basınç değerlerini ve ıslak malzemelerin sıvı ile uyumluluğunu değerlendirmeyi gerektirir. Astar seçimi kritiktir; örneğin, aşınma direnci için poliüretan veya yüksek sıcaklıklar için PTFE. Elektrot seçimi, sıvı aşındırıcılığına bağlıdır; titanyum klorür ortamlarında iyi performans gösterirken, Hastelloy oksitleyici asitlere karşı dirençlidir. Kurulum, tam boru koşullarını sağlamalı ve titreşimlerden veya hava tutulmasından kaçınmalıdır. Sinyal gürültüsünü önlemek için iletken olmayan borular için topraklama halkaları önerilir. Kalibrasyon, standartlara göre izlenebilir olmalı ve PLC'ler veya SCADA gibi sistemlerle entegrasyon, çıkışlar (4–20 mA, HART, PROFIBUS) ile kolaylaştırılır. Düzenli bakım, özellikle aşındırıcı hizmetlerde elektrot temizliğini ve astar bütünlüğünü doğrulamayı içerir.

Sonuç: Manyetik Teknoloji ile Süreç Verimliliğini Artırmak

Manyetik akış ölçerler, yüksek doğruluğu düşük yaşam döngüsü maliyetleriyle birleştirerek iletken sıvı ölçümü için sağlam bir çözüm sunar. Endüstriler otomasyon ve kaynak verimliliğini vurguladıkça, bulamaç işleme ve kimyasal dozlamadan kritik süreçlerdeki rolleri genişleyecektir. Gelecekteki gelişmeler, aşırı koşullar için daha akıllı teşhisler, kablosuz bağlantı ve gelişmiş malzemelere odaklanabilir ve endüstriyel enstrümantasyondaki konumlarını daha da sağlamlaştırabilir.

-Endress+Hauser

-ALLEN BRADLEY 

-YOKOGAWA 

-MTL

-P+F

-Daha fazla ürün