Lưu lượng kế điện từ-Electromagnetic Flow Meter: Cấu tạo, Nguyên lý và ứng dụng

Phamhuutam

Thành Viên [LV 0]
Đồng hồ đo lưu lượng điện từ là đồng hồ đo lưu lượng hoạt động dựa vào định luật cảm ứng điện từ Faraday. Được sử dụng lý tưởng cho các ứng dụng nước thải và các ứng dụng đo chất lỏng dẫn điện khác. Ưu điểm là không có bộ phận chuyển động và độ sụt áp thấp.

mag-flow-meter.jpg


Nguyên lý hoạt động​

Dựa trên định luật cảm ứng điện từ Faraday

Nếu một dây dẫn điện chuyển động trong từ trường vuông góc với phương chuyển động và với dây dẫn thì trong dây dẫn xuất hiện một hiệu điện thế có độ lớn tỉ lệ với cường độ từ trường và vận tốc của chuyển động.

Đặc điểm của định luật cảm ứng này cũng áp dụng cho chuyển động của chất lỏng dẫn điện trong ống qua từ trường.

Mô tả Nguyên lý đồng hồ đo lưu lượng điện từ dựa theo định luật Faraday
Hình 2: Nguyên lý đồng hồ đo lưu lượng điện từ
Trong máy đo lưu lượng điện từ, một dòng điện được đặt vào cuộn dây được gắn bên ngoài thân máy đo để tạo ra từ trường. Chất lỏng chảy qua đường ống đóng vai trò là chất dẫn điện và điều này tạo ra một điện áp tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy.

Theo nguyên tắc này, khi chất dẫn điện đi qua từ trường B, điện áp E được tạo ra tỷ lệ với vận tốc v của lưu chất, mật độ của từ trường B và chiều dài của chất dẫn (ở đây là đường kính ống D).

Điện áp này được nhận bởi các điện cực được gắn trong thân máy đo và được gửi đến một máy phát (transmitter) để tính toán lưu lượng thể tích dựa trên kích thước ống

Về mặt toán học, chúng ta có thể tuyên bố luật Faraday là

E ~ V . B . D (1)

Trong đó:

  • E là điện áp được tạo ra trong một chất dẫn điện,
  • V là vận tốc của chất dẫn điện,
  • B là cường độ từ trường và
  • D là chiều dài của chất dẫn điện (đường kính ống).
Lưu lượng thể tích Q được tính theo công thức

Q = A . V

Trong đó: A là diện tích mặt cắt ngang ống đo lưu lượng

Screen-Shot-2021-08-22-at-08.20.15.png

Kết hợp (1) và (2), ta có:

Do đó, lưu lượng thể tích tỉ lệ với sức điện động cảm ứng E.

Để sử dụng nguyên tắc được chỉ ra trong Hình 2, yêu cầu phải tồn tại một từ trường trong ống đo. Hai cuộn dây tạo ra từ trường đi xuyên qua ống đo, do đó ống đo phải được làm từ vật liệu không cản trở từ trường (thường là thép Austenit).

Để tránh ngắn mạch tín hiệu đo E, ống đồng hồ phải có lớp lót bên trong cách điện. Điện áp đo E được đo bằng hai điện cực kim loại tiếp xúc điện với môi chất đo.

Hình ảnh lớp lót của lưu lượng kế điện từ Hãng Emerson
Hình ảnh lớp lót của lưu lượng kế điện từ Hãng Emerson
Mời bạn đọc thêm: Các loại Đồng hồ nước – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Ứng dụng của Lưu lượng kế điện từ​

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ là loại không xâm nhập, có thể được sử dụng cho bất kỳ chất lỏng nào có độ dẫn điện tối thiểu từ 20 đến 0,05 μS / cm, tùy thuộc vào loại thiết bị.

Các chất lỏng như bùn nước cát, bột than, bùn, nước thải, bột gỗ, hóa chất, nước (trừ nước cất) trong các đường ống lớn, chất lỏng nóng, chất lỏng có độ nhớt cao đặc biệt trong ngành chế biến thực phẩm, chất lỏng đông lạnh có thể được đo bằng đồng hồ đo lưu lượng điện từ .

Lưu lượng kế điện từ lắp đặt tại nhà máy


Lưu lượng kế điện từ lắp đặt tại nhà máy

Ưu điểm​

  1. Sự cản trở dòng chảy gần như bằng không và do đó loại lưu lượng kế này có thể được sử dụng để đo các chất huyền phù nặng, bao gồm bùn, nước thải và bột gỗ.
  2. Chúng không bị ảnh hưởng nhiều bởi dòng chảy hỗn loạn thượng nguồn.
  3. Chúng không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi về tỷ trọng, độ nhớt, áp suất và nhiệt độ.
  4. Yêu cầu về công suất điện có thể thấp (15 hoặc 20 W), đặc biệt với các loại DC xung.
  5. Các máy đo này có thể được sử dụng như máy đo hai chiều.
  6. Đồng hồ phù hợp với hầu hết các loại axit, bazơ, nước và dung dịch nước vì vật liệu lót được lựa chọn không chỉ cách điện tốt mà còn chống ăn mòn.
  7. Máy đo được sử dụng rộng rãi cho các dịch vụ bùn không chỉ vì chúng ít bị cản trở mà còn vì một số lớp lót như polyurethane, neoprene và cao su có khả năng chống mài mòn hoặc xói mòn tốt.
  8. Chúng có khả năng xử lý dòng chảy cực thấp.

Nhược điểm​

  1. Những máy đo này chỉ có thể được sử dụng cho chất lỏng có độ dẫn điện hợp lý. Do đó, nó không thể được sử dụng để đo tốc độ dòng khí và hơi nước, các sản phẩm dầu mỏ và các chất lỏng tương tự có độ dẫn rất thấp.
  2. Kích thước và giá thành của cuộn dây và mạch điện hiện trường không tăng tương ứng với kích thước của ống đo. Do đó lưu lượng kế cho ống có kích thước nhỏ thường cồng kềnh và đắt tiền.
-------
Hy vọng bài viết sẽ hữu ích với Bạn
Chúc Bạn thành công
 

phuongnhung2008

Thành Viên [LV 0]
Climaveneta luôn không ngừng cải tiến và đổi mới kỹ thuật, nâng cấp công nghệ, tích cực hấp thu các kiến thức chuyên môn kỹ thuật tiên tiến nhất của thế giới, cung cấp các sản phẩm chất lượng cao, dịch vụ bán hàng và dịch vụ sau bán hàng uy tín, phù hợp với hệ thống quản lý tiên tiến nhất và nghiêm ngặt nhất của thế giới. Thành công của chúng tôi được minh chứng bằng chính sự hài lòng của Khách hàng thông qua chứng nhận quản lý ISO 14001, chứng nhận chất lượng ISO 9001 từ năm 1992, chứng nhận an toàn (CE Safety Certificate and EUROVENT Products Performance Certificate) đầu tiên trong ngành lạnh tại nước Ý. Tất cả các sản phẩm của Climaveneta đều đạt các tiêu chuẩn của Ý, Đức, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Pháp và nhiều quốc gia tiên tiến khác, chẳng hạn như tiêu chuẩn của ISPEL, TUV, VDE, SA và các tiêu chuẩn quốc tế của SDM.
 
Bên trên