فلومتر الکترومغناطیسی که به نام”مگ متر” یا “الکترومگ” نیز خوانده می شود، یکی از انواع فلومتر حجمی است که از یک میدان مغناطیسی اعمال شده به لوله اندازه گیری استفاده می کند که منجر به ایجاد اختلاف پتانسیل متناسب با سرعت جریان عمود بر خطوط شار می شود. اختلاف پتانسیل توسط الکترودهای عمود بر جریان و میدان مغناطیسی اعمال شده حس می شود. اصل فیزیکی این روش، قانون القای الکترومغناطیسی فارادی است. فلومتر الکترومغناطیسی نیاز به یک مایع رسانا و یک قسمت از لوله غیر رسانا دارد. الكترودها نبايد در تماس با مايع فرآيند دچار خوردگي شوند. بعضی از فلومترهای الکترومغناطیسی دارای مبدل های کمکی برای تمیز کردن الکترودهای موجود در محل هستند. میدان مغناطیسی پالسی است که این به فلومتر اجازه می دهد تا اثر انحراف  ولتاژ در سیستم لوله کشی را از بین ببرد.

اصول کار فلومتر الکترومغناطیسی

عملکرد یک فلومتر الکترومغناطیسی بر اساس قانون فارادی است که می گوید ولتاژ ناشی از هر هادی در حال حرکت از یک میدان مغناطیسی متناسب با سرعت آن است.

فرمول فارادی

در فرمول فارادی E متناسب است با K x V x B x D که در آن:

E = ولتاژ ایجاد شده در یک هادی

V = سرعت رسانا

B = قدرت میدان مغناطیسی

D = طول هادی

K = ضریت تصحیح در کالیبراسیون

برای استفاده از این اصل در اندازه گیری جریان با فلومتر الکترومغناطیسی، ابتدا لازم است بدانیم که مایع در حال اندازه گیری باید از نظر الکتریکی رسانا باشد تا اصل فارادی اعمال شود. در طراحی فلومترهای الکترومغناطیسی، قانون فارادی نشان می دهد که ولتاژ سیگنال (E) به متوسط سرعت مایع (V)، قدرت میدان مغناطیسی (B) و طول هادی (D) وابسته است (اینجا منظور فاصله بین الکترودها است). در مورد فلومتر مغناطیسی ویفری، یک میدان مغناطیسی در کل سطح مقطع لوله جریان برقرار می شود. اگر این میدان مغناطیسی به عنوان عنصر اندازه گیری فلومتر الکترومغناطیسی در نظر گرفته شود، می توان مشاهده کرد که این عنصر اندازه گیری در طول کل سطح مقطع فلومتر در معرض شرایط هیدرولیکی قرار دارد. در فلومترهای نوع داخلی، میدان مغناطیسی به سمت بیرون پروب شارش می کند.

انتخاب فلومتر الکترومغناطیسی

سؤالات کلیدی که قبل از انتخاب فلومتر مغناطیسی باید به آنها پاسخ دهید عبارتند از:

• آیا سیال رسانا است یا پایه آب است؟
• آیا سیال یا دوغاب ساینده است؟
• اندازه‌گیری به نمایش اطلاعات از راه دور نیاز دارید؟
• به خروجی آنالوگ نیاز دارید؟
• حداقل و حداکثر سرعت جریان برای فلومتر چقدر است؟
• حداقل و حداکثر فشار فرآیند چیست؟
• حداقل و حداکثر دمای فرایند چیست؟
• آیا مایع از نظر شیمیایی با قطعات در تماس با سیال در فلومتر سازگار است؟
• ابعاد لوله چقدر است؟
• لوله همیشه پر است؟

کابردها و صنایع مرتبط با فلومتر الکترومغناطیسی

کاربردهای فلومتر الکترومغناطیسی در مایعات کثیف در صنایع آب، فاضلاب، معدن، فرآوری مواد معدنی، نیرو، خمیر و کاغذ و صنایع شیمیایی است.  از فلومترهای الکترومغناطیسی در کارخانه‌های تصفیه آب برای اندازه گیری فاضلاب تصفیه شده و تصفیه نشده، فرآوری آب و مواد شیمیایی استفاده می شود. کاربردهای معدن و صنایع معدنی شامل فرآیندهای جریان دوغاب و جریان‌های واسط‌های سنگین  می باشد.

در  مصالح ساختمانی، می توان جریان مایعات به شدت خورنده (مانند اسید) و دوغاب‌های ساینده را اندازه گیری کرد. کاربردهای مایع خورنده معمولاً در فرآیندهای شیمیایی مورد استفاده در اکثر صنایع است. کاربردهای دوغاب معمولاً در صنایع معدن، فرآوری مواد معدنی، خمیر و کاغذ و فاضلاب یافت می شود.

از فلومتر الکترومغناطیسی غالباً در جایی استفاده می شود که مایع با استفاده از نیروی جاذبه تغذیه شود. مطمئن باشید جهت گیری فلومتر به گونه ای باشد که فلومتر کاملاً از مایع پر شود. عدم اطمینان از کامل پر بودن فلومتر با مایع می تواند به طور قابل توجهی در اندازه گیری جریان تأثیر بگذارد.

ملاحظات

برای دوغاب‌ها، حتما از فلومتر الکترومغناطیسی در سرعتی بالاتر از سرعتی که مواد جامد در آن ته‌نشین می‌شوند(به طور معمول ۱ فوت در ثانیه) استفاده کنید. این کار برای جلوگیری از پر شدن لوله با مواد جامد که می توانند در اندازه گیری تأثیر داشته و به طور بالقوه متوقف شوند است. فلومتر های الکترومغناطیسی برای اندازه‌گیری ساینده معمولاً به علت کاهش دادن سایش در سرعت کم (معمولاً کمتر از ۳ فوت در ثانیه) به کار گرفته می‌شوند. در اندازه‌گیری دوغاب ساینده، فلومتر باید بالاتر از سرعتی باشد که در آن مواد جامد ته‌نشین می شوند، به کار رود هرچند کهاین کار موجب افزایش سایش شود. این مسائل ممکن است دامنه  اندازه گیری  فلومتر را تغییر دهد. بنابراین اندازه آن برای جریان آب تمیز معادل  ممکن است متفاوت باشد.

در کاربردهای معمولی، فلومتر الکترومغناطیسی دارای سرعت حداکثر جریان تقریباً ۲-۳ متر در ثانیه است. محدودیت های افت  فشار و یا شرایط فرایند ممکن است مانع از استفاده از این دستورالعمل عمومی شود. به عنوان مثال، لوله‌های تغذیه شده با نیروی جاذبه ممکن است به فلومتر مغناطیسی بزرگتر نیاز داشته باشند تا افت فشار را کاهش دهند تا بتوانند مقدار مورد نیاز مایع را بدون جبران از طریق سیستم لوله کشی از فلومتر الکترومغناطیسی عبور دهند. در این حالت، کارکردن با دبی یکسان در فلومتر بزرگتر باعث کاهش سرعت مایع  نسبت به فلومتر کوچکتر خواهد شد

گردآوری و تدوین: مهدی سلیمانی

واحد تحقیق و توسعه شرکت فراسنج ابزار

منابع: کارخانه امگا، پروسس اتوماتیک و فلومترز