دبی سنج های الکترومغناطیسی که اغلب به دلیل دقت و قابلیت اطمینان در اندازه گیری سیال مورد ستایش قرار می گیرند، یکی از لوازم اصلی در صنایع متعدد هستند. به عنوان یک تامین کننده پیشرو در جریان سنج های الکترومغناطیسی، من با سوالات بی شماری در مورد کاربرد آنها، به ویژه در زمینه اندازه گیری جریان گاز مواجه شده ام. این پست وبلاگ با هدف بررسی علم پشت جریان سنج های الکترومغناطیسی و پاسخ به این سوال است: آیا فلومترهای الکترومغناطیسی می توانند جریان گاز را اندازه گیری کنند؟
نحوه کار فلومترهای الکترومغناطیسی
برای درک محدودیت ها و قابلیت های فلومترهای الکترومغناطیسی، درک اصل عملکرد آنها ضروری است. این فلومترها بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی کار می کنند. طبق این قانون، هنگامی که یک سیال رسانا در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند، ولتاژی به سیال القا می شود. ولتاژ القایی متناسب با سرعت جریان سیال است.
فلومترهای الکترومغناطیسی از یک جفت سیم پیچ الکترومغناطیسی تشکیل شده اند که میدان مغناطیسی عمود بر جهت جریان سیال ایجاد می کنند. برای اندازه گیری ولتاژ القایی، الکترودهایی بر روی دیواره های داخلی لوله جریان قرار می گیرند. با دانستن قدرت میدان مغناطیسی و قطر لوله جریان می توان سرعت جریان سیال رسانا را به دقت محاسبه کرد.
الزامات رسانایی
یکی از الزامات اساسی برای عملکرد موثر یک فلومتر الکترومغناطیسی این است که سیال مورد اندازه گیری باید رسانای الکتریکی باشد. این به این دلیل است که ولتاژ القایی، که برای اندازهگیری سرعت جریان بسیار مهم است، به حرکت ذرات باردار در سیال بستگی دارد.
با این حال، بیشتر گازها غیر رسانا هستند. گازها از مولکول های خنثی تشکیل شده اند که در شرایط عادی بار الکتریکی ندارند. بدون حضور ذرات باردار، هنگام عبور گاز از میدان مغناطیسی یک جریان سنج الکترومغناطیسی، ولتاژ القایی وجود ندارد. در نتیجه، فلومترهای الکترومغناطیسی نمی توانند سیگنال های الکتریکی لازم را برای اندازه گیری دبی گازهای غیر رسانا تولید کنند.
موارد استثنا و موارد خاص
در حالی که به طور کلی درست است که فلومترهای الکترومغناطیسی نمی توانند جریان گازهای خالص را اندازه گیری کنند، موارد خاصی وجود دارد که ممکن است آنها را در نظر بگیریم. به عنوان مثال، اگر گاز حاوی مقدار قابل توجهی ذرات رسانا باشد یا در حالت بسیار یونیزه باشد، ممکن است درجاتی از رسانایی الکتریکی را از خود نشان دهد.
در فرآیندهای صنعتی که در آن گازها با مایعات رسانا مخلوط میشوند یا در آنجا ذرات باردار به دلیل واکنشهای شیمیایی یا فرآیندهای یونیزاسیون وجود دارند، میتوان از فلومتر الکترومغناطیسی استفاده کرد. با این حال، این سناریوها نسبتا نادر هستند و نیاز به بررسی دقیق ترکیب گاز و شرایط عملیاتی خاص دارند.
فنآوریهای اندازهگیری جریان جایگزین برای گازها
با توجه به محدودیتهای فلومترهای الکترومغناطیسی برای اندازهگیری جریان گاز، چندین فناوری جایگزین موجود است که برای این منظور مناسبتر هستند.
- فلومتر شناور لوله فلزی: Aفلومتر شناور لوله فلزیبر اساس اصل اندازه گیری جریان منطقه متغیر عمل می کند. از یک لوله مخروطی و یک شناور تشکیل شده است. همانطور که گاز از طریق لوله جریان می یابد، شناور را به موقعیتی می برد که در آن نیروی رو به بالا جریان گاز توسط نیروی گرانشی وارد بر شناور متعادل می شود. سپس موقعیت شناور برای نشان دادن نرخ جریان استفاده می شود. این نوع فلومتر ساده، قابل اعتماد است و می تواند برای طیف وسیعی از کاربردهای جریان گاز استفاده شود.
- فلومتر توربین:فلومتر توربینبا اندازه گیری سرعت چرخش روتور توربین که در مسیر جریان گاز قرار می گیرد کار می کند. با عبور گاز از توربین باعث چرخش روتور می شود. سرعت چرخش روتور متناسب با سرعت جریان گاز است. دبی سنج های توربین به دلیل دقت بالا و زمان پاسخ سریع خود شناخته شده اند و آنها را برای کاربردهایی که در آن اندازه گیری دقیق جریان گاز مورد نیاز است مناسب می سازد.
- فلومتر اولتراسونیک:فلومتر التراسونیکاز امواج اولتراسونیک برای اندازه گیری دبی گازها استفاده کنید. دو نوع اصلی وجود دارد: ترانزیت - زمان و داپلر. در دبی سنج های اولتراسونیک ترانزیت - زمان، تفاوت در زمان لازم برای حرکت امواج اولتراسونیک به بالادست و پایین دست در جریان گاز اندازه گیری می شود. این اختلاف زمانی مربوط به سرعت جریان گاز است. از سوی دیگر، دبی سنج های اولتراسونیک داپلر، تغییر فرکانس امواج اولتراسونیک منعکس شده از ذرات یا حباب های جریان گاز را اندازه گیری می کند. دبی سنج های اولتراسونیک غیر نفوذی هستند، به این معنی که نیازی به تماس مستقیم با گاز ندارند و برای انواع کاربردهای اندازه گیری جریان گاز مناسب هستند.
نتیجه گیری
در نتیجه، در شرایط عادی، فلومترهای الکترومغناطیسی به دلیل ماهیت غیر رسانایی اکثر گازها برای اندازه گیری جریان گازها مناسب نیستند. در حالی که برخی استثناهای نادر وجود دارد که گازهای با خواص رسانا را می توان اندازه گیری کرد، این سناریوها در کاربردهای صنعتی معمولی رایج نیستند.
بهعنوان تامینکننده فلومترهای الکترومغناطیسی، من همیشه توصیه میکنم قبل از انتخاب فناوری اندازهگیری جریان، ویژگیهای سیال و الزامات خاص برنامه را به دقت ارزیابی کنید. برای اندازهگیری جریان گاز، فناوریهای جایگزین مانند فلومترهای شناور لوله فلزی، فلومترهای توربین و فلومترهای اولتراسونیک مناسبتر هستند.
اگر به راه حل های اندازه گیری جریان، چه برای مایعات یا گازها نیاز دارید، تیم کارشناسان ما اینجا هستند تا به شما کمک کنند. ما میتوانیم مشاورههای عمیق، توصیههای محصول و پشتیبانی فنی ارائه دهیم تا اطمینان حاصل کنیم که مناسبترین تجهیزات اندازهگیری جریان را برای نیازهای خود دریافت میکنید. برای شروع بحث در مورد الزامات تدارکات خود با ما تماس بگیرید.
مراجع
- "راهنمای اندازه گیری جریان: طرح ها و کاربردهای صنعتی" نوشته ریچارد دبلیو. میلر
- "اصول اندازه گیری جریان" نوشته دیوید اسپیتزر
