فلومتر مغناطیسی یا دبی سنج الکترومغناطیسی (Magnetic Flow Meter) از ابزارهای اندازه گیری سرعت و دبی جریان سیال است که بر اساس قانون فارادی عمل میکند.
فلومتر الکترومغناطیسی برای اندازهگیری دبی جریان سیالات با رسانایی بیشتر از 5 میکروزیمنس بر ثانیه مانند سیالات پایه آب قابل استفاده می باشد.
مواردی که در این مطلب بررسی می کنیم عبارتند از:
اساس و نحوه عملکرد فلومتر مغناطیسی
در عمل، کنتور مغناطیسی مانند فلومترهای اولتراسونیک و فلومترهای راداری، در دسته ابزاردقیقهای سرعتسنج میباشد
این دستگاه طبق قانون فارادی و اصل القای الکترومغناطیسی، دبی را محاسبه می کند.
کاربرد قانون فارادی در فلومتر الکترومغناطیسی
قانون القای الکترومغناطیسی فارادی که مایکل فارادی آنرا پیش نهاده، بیان میکند که هرگاه شار مغناطیسی که از یک مدار بسته میگذرد تغییر کند، نیروی محرکهای در آن القا میشود که بزرگی آن با آهنگ تغییرات شار مغناطیسی متناسب است. این قانون به همراه قانون گاوس، قانون مغناطیس گاوس و قانون آمپر، معادلات ماکسول را تشکیل میدهد. این معادلات، پایههای الکترومغناطیس کلاسیک هستند.
ویکی پدیا
اجزای تشکیل دهنده فلومتر مغناطیسی
سنسور فلومتر مغناطیسی
کنتور مغناطیسی شامل یک سنسور است که روی لوله نصب شده و سیال از میان آن عبور میکند.
درون سنسور دو الکترود به دیوارهها متصل شدهاند که عمود بر جهت جریان قرار دارند. این الکترودها به صورت کلی از استیل ضدزنگ ساخته شدهاند. همچنین دو الکترود دیگر در بالا و کف سنسور جهت تشخیص پر بودن و یا خالی بودن سنسور از سیال تعبیه شدهاند
کانورتر و نمایشگر جریان سنج مغناطیسی
کانورتر فلومتر مغناطیسی از مدارات مبدل سیگنال، پردازش سیگنال و مداراتی که وظیفه انجام محاسبات و همچنین آمادهسازی سیگنال آنالوگ و دیجیتال خروجی را بر عهده دارند تشکیل شده است.
نمایشگر که وظیفه نمایش اطلاعات خروجی را بر عهده دارد بر روی سنسور و یا با اتصال چندین متر کابل با فاصله از سنسور قرار میگیرد.
لاینینگ فلومتر مغناطیسی
یکی از وظایف اصلی لایننیگ، جلوگیری از اتصال کوتاه شدن سیال و بدنه فلومتر می باشد. لاینینگ فلومتر مغناطیسی مستقیما با سیال در ارتباط میباشد و انتخاب نوع صحیح آن در کارکرد پایدار فلومتر دارای اهمیت است.
سیم پیچ
دو سیم پیچ در بدنه فلومتر تحت زوایا مشخص قرار گرفتهاند که وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی یکسان در سراسر لوله را بر عهده دارند.
اصول اندازه گیری دبی در فلومتر مغناطیسی
اندازه گیری دبی در دبی سنج های مغناطیسی در چهار گام زیر اندازه گیری می شود :
گام اول : تولید میدان مغناطیسی در دبی سنج الکترومغناطیسی
میدان در کنتور مغناطیسی توسط سیمپیچ جایگذاری شده در بدنه سنسور تولید میشود و خطوط میدان مغناطیسی عمود بر جهت جریان سیال قرار دارند و در کل عرض لوله عبور میکنند.
وقتی سیال از میان لوله عبور میکند، بر اساس قانون فارادی، القای مغناطیسی صورت میگیرد.
گام دوم : اندازهگیری ولتاژ القایی در فلومتر مغناطیسی
پس از القای مغناطیسی، الکترودهای درون لوله به عنوان نقاط جمعآوری ولتاژ عمل میکنند. آنها به یک کانورتر نمایشگر متصل میشوند که سیگنال ولتاژ القایی دریافتی را اندازهگیری و پردازش میکند.
گام سوم : محاسبه دبی جریان
کانورتر فلومتر مغناطیسی، سیگنال ولتاژ القایی را پردازش کرده و با آگاهی از قطر لوله و استفاده از رابطه بین ولتاژ و سرعت جریان، قادر است نرخ جریان حجمی سیال عبوری از لوله را محاسبه کند.
گام چهارم : خروجی و نمایش اطلاعات بر روی نمایشگر فلومتر مغناطیس
اطلاعات دبی جریان معمولاً روی نمایشگر فلومتر مغناطیسی نشان داده شده یا به یک سیستم کنترل برای تجزیه و تحلیل و کنترل بیشتر انتقال داده میشود.
نمایشگر فلومتر مغناطیسی امکان اتصال بر روی دیوار و یا قرارگیری در تابلو محافظ را دارا میباشد
عوامل تاثیر گذار بر قیمت فلومتر
از آنجایی که نوع سیال، سایز قطر لوله، محل نصب و … به صورت مستقیم بر روی قیمت فلومتر مغناطیسی تاثیر گذار می باشد، می بایست در هنگام خرید فلومتر مغناطیسی به تمامی عوامل فنی نهایت دقت را داشت.
از جمله عوامل تاثیر گذار بر قیمت فلومتر الکترومغناطیسی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- نوع و دقت سنسور
- داشتن گواهی استاندارد معتبر ( اروپا و ایران)
- کالیبره شدن قبل از ارسال به مشتری
- محدوه اندازه گیری
- نوع سیال
- جنس لاینینگ داخل لوله
- جنس بدنه
- خروجی های آنالوگ و دیجیتال
- سایز
- نوع اتصال
- درجه حفاظتی IP
- نمایشگر
- امکان اتصال ترانسمیتر فشار
- محدوده دما
- دیتالاگر
- پروتکل ارتباطی
- سیستم ارسال اطلاعات (GSM/GPRS)
- UPS | منبع تغذیه بدون وقفه
روابط اندازه گیری دبی در فلومترهای مغناطیسی
با اندازه گیری سرعت و مشخص بودن سطح مقطع فلومتر، میتوانید میزان حجم سیال انتقال داده شده را طبق رابطه اندازه گیری دبی محاسبه کنید.
رابطه اندازه گیری دبی Q=VS
- سرعت (V) بر حسب متر بر ثانیه m/s
- سطح مقطع (S) بر حسب مترمربع
- حجم انتقالی یا دبی (Q) بر حسب متر مکعب بر ثانیه
دبی را با دیمانسیونهای مختلفی مانند m3/h , Lit/min , Lit/s و … از فلومتر دریافت کرد.
این قابلیت وجود دارد تا در بعضی از مواد با توجه به ضرایب وزن حجمی، فلومتر قابلیت استفاده به عنوان اندازه گیر جرم انتقالی را دارا باشد. واحدهای مورد استفاده در این حالت ton/h , kg/h , kg/s , g/s میباشد.
نحوه محاسبه متغیر سرعت در فلومتر الکترومغناطیسی
چنانچه که بیان شد کنتور مغناطیسی با قانون القای مغناطیسی فارادی، سرعت سیال را محاسبه کرده و سپس با رابطه بالا دبی را به دست میآورد.
رابطه قانون القای فارادی | U=K×B×D×V |
ولتاژ القا شده توسط الکترودها | مقدار اندازه گیری شده= U |
ضریب ثابت | مقدار ثابت = K |
شدت میدان مغناطیسی | مقدار ثابت = B |
فاصله الکترودهای کنتور مغناطیسی | مقدار ثابت = D |
سرعت سیال درون لوله | متغیر = V |
با توجه به ثابت بودن ضرایب B , K و D با اندازه گیری ولتاژ دریافتی از الکترودها، سرعت (V) به دست می آید که با ضرب این فاکتور در سطح مقطع (S)، فلومتر میزان دبی حجمی سیال (Q) را به صورت لحظه ای به دست می آورد.
رابطه محاسبه دبی | Q = V*S |
سطح مقطع کنتور | مقدار ثابت = S |
سرعت جریان سیال | متغیر = V |
- نکته بسیار مهم: جهت اندازه گیری با این روش، ضریب هدایت الکتریکی سیال باید بیش از 5μS/cm (5 میکروزیمنس در سانتی متر) باشد. آب شرب ، آب یک بار تقطیر شده، و اکثر سیالات پایه آب مانند انواع اسیدها و بازها، دارای رسانایی بیش از ۵ میکروزیمنس در سانتیمتر میباشند.
Fluid’s Conductivity > 5μS/cm
معایب و مزایا فلومتر مغناطیسی چیست؟
از مزایای فلومتر مغناطیسی میتوان موارد زیر را اشاره نمود:
اندازه گیری دقیق:
این قابلیت را دارد که کوچکترین تغییرات در جریان سیال عبوری را تشخیص دهد بنابر این قادر است تا دقت بالایی را در اندازه گیری جریان سیالهای عبوری ارائه دهد و نسبت به روشهای دبی سنجی مشابه خود دارای دقت بالاتری میباشد.
طبیعی است تضمین دقت فلومتر مغناطیسی میبایست با کالیبره نمودن دستگاه در خط معتبر کالیبراسیون انجام پذیرد
عملکرد مداوم و لحظهای:
کنتور مغناطیسی با توجه به ساختاری که دارد می تواند بطور مداوم در هر لحظه جریان سیال عبوری را اندازه گیری کند.
عدم تاثیر بر روی جریان سیال عبوری:
بر خلاف سایر ابزارهای اندازهگیری جریان،نوع فلومتر مغناطیسی قطعه مکانیکی نداشته و به صورت غیرتماسی کار میکند، بنابراین تاثیر قابل توجهی روی پروفیل جریان سیال عبوری ندارد.
عدم وابستگی زیاد به اختشاش سیال:
فلومتر مغناطیسی حداقل تاثیرات را از اغتشاش سیال میپذیرد و به همین دلیل است که به فواصل مستقیم و بدون انشعاب کمی در قبل و بعد از محل نصب خود نیاز دارد.
هزینه فلومتر مغناطیسی:
فلومترهای الکترومغناطیسی در بسیاری از کاربردها نسبت به همتایان خود دارای هزینه مناسبتری میباشند.
قیمت فلومتر مغناطیسی ایران مدار با توجه به اینکه یک کالای دانش بنیان داخلی میباشد علاوه بر اینکه دارای قیمتی بسیار کمتر از نمونههای مشابه خارجی می باشد از نظر کیفیت نیز با داشتن گواهی CE از انگلستان قابلیت رقابت با تمامی مدلهای خارجی را دارد.
سهولت در نصب:
فاصله مستقیم مورد نیاز قبل و بعد از محل نصب فلومتر که بدون انشعابات، الکتروپمپ یا شیرآلات باشد نسب به سایر تکنولوژیها بسیار کمتر است.
کاربرد فلومترهای الکترومغناطیسی
کنتور مغناطیسی به موجب ویژگیها و مزایایی که دارد می تواند در زمینه ها و صنایع گوناگونی استفاده شود.
از جمله این صنایع می توان به موارد زیر اشاره کرد.
- آبهای منطقهای و آب و فاضلاب
- نفت ، گاز و پتروشیمی
- فولاد و آهن
- صنایع معدنی و سیمان
- خودروسازی
- صنایع شیمیایی
- صنایع تولید مواد غذایی
- کشاورزی
- چینی ، کاشی و سرامیک
- داروسازی و پزشکی
- دانشگاه
انواع فلومتر مغناطیسی
فلومتر و کنتور الکترومغناطیسی مگاب 3000
مناسب استفاده جهت اندازه گیری دبی در لوله هایی از قطر 15 الی 1400 میلیمتر
فلومتر مغناطیسی ویفری
فلومتر و کنتور الکترومغناطیسی مگاب نوع ویفری در مواردی که فشار کاری بالا نبوده و فلنج متقابل از قبل بر روی پایپ نصب شده است میتواند مورد استفاده قرار گیرد که با توجه به عدم دارا بودن فلنج در طرف فلومتر الکترومغناطیسی موجب کاهش هزینه و نصب آسان میشود
فلومتر Blind (بدون نمایشگر)
فلومتر و کنتور الکترومغناطیسی مگاب نوع بدون نمایشگر (Blind) برای کاربردهایی مناسب است که نیاز به قرائت محلی، بر روی نمایشگر نبوده و فقط سیگنال آنالوگ یا دیجیتال خروجی مورد نیاز می باشد.
-زمان تولید سریع تر
-صرفه جویی در هزینه
گزینه انتخابی Batch Mag در فلومتر مغناطیسی
در مواقعی که نیاز است تا حجم مشخصی از سیال مثلا از مخزنی به مخزن دیگر انتقال یابد، پیشنهاد می گردد فلومتر الکترومغناطیسی مگاب به دستگاه بچینگ تولیدی ایران مدار تجهیز گرددتا به آسانی این امر محقق گردد.
فلومتر مغناطیسی Multi Electrode
فلومتر چند الکتروده الکترومغناطیسی با دارا بودن الکترود های متعدد بر روی سنسور قابلیت نمونه برداری از کل پروفیل سیال را دارا می باشد و اندازه گیری با دقت مناسب را ممکن می سازد.
فلومتر مغناطیسی Insert Mag
فلومتر و کنتور الکترومغناطیسی نوع اینزرشن در مواردی که نیاز به اندازه گیری فلو و دبی سیال در اقطار متوسط و بزرگ بوده و یا قطع مسیر جریان سیال امکان پذیر نمی باشد مورد استفاده قرار میگیرد
از چه موادی جهت لاینینگ در کنتور الکترومغناطیسی استفاده میشود؟
با توجه به نوع سیال مورد اندازهگیری ، لاینینگ فلومتر الکترومغناطیسی میبایست انتخاب گردد. لاینینگ متعارف برای کاربردهایی مانند آب آشامیدنی لاینینگ پلی اورتان بوده و برای کاربردهای اسیدی و بازی و یا سیالات با دمای بالا میتوان امکان تولید فلومتر با لاینینگ PTFE را بررسی نمود.
نصب فلومترهای الکترومغناطیسی
مراحل نصب فلومتر الکترومغناطیسی به صورت خلاصه به شرح زیر می باشد:
- انتخاب محل نصب با در نظر گرفتن قبل و بعد محل نصب که دارای اتصالات مانند زانوئی، سه راهی، شیر قطع کن، رسوب گیر و … نباشد.
- اندازه گیری فلنج سنسور پشت به پشت فلنج جهت برش لوله ( محل قرارگیری به صورتی باشد که همیشه داخل لوله پر بوده، و فاقد هوا باشد یا نصب شیر هواگیری)
- جانمائی فلنج و تست جای پیچ های فلنج و علامت زدن
- جوشکاری فلنج های ثابت دو طرف به لوله مورد نظر
بررسی اتصالات جهت پر شدن لوله - بستن سنسور بین دو فلنج جوشکاری شده با نصب واشر
- چک کردن اطلاعات ثبت شده روی کانورتر با پلاک دستگاه
- راه اندازی پمپ و یا برقراری شرایط جاری شدن مسیر ثقلی سیال
- آفست گیری
- سیستم ارت
همـواره ترجیحـاً فلومتر با «مدل سنسور و فرستنده یکپارچه» انتخاب میشوند و همچنین بهتر است زیر سقف و به دور از آفتاب، بارش برف و باران نصب شود تا برای سالیان دراز قابل استفاده باشد.
در صورتی که احتمال تماس با آب و سیال وجود دارد، حتما مدل «سنسور و فرستنده جدا از هــم» انتخاب شده و کانورتر نمایشگر دور از تماس سیال نصب و در تابلو محافظ قرار گیرد(مانند نصب در منهول).
در زیر به برخی نکات مهم در نصب کنتور مغناطیسی اشاره میکنیم:
در محل نصب فلومتر الکترومغناطیسی لولــه همواره باید کاملاً پر باشد.
حباب در قسمت بالای لوله نسبت به سطح افق قرار می گیرد بنابر این از نصب فلومتر در بالای لوله و همچنین از نصــب فلومتر در محلی از لوله که عبور ســیال به صورت ریزشی است، خوداری نمائید.
اگرچه فلومتر مغناطیســی فلنجی در مقایسه با ســایر فلومترها کمترین فاصله نصب را از زانوها، شــیرها، تبدیلها و … جهــت عملکرد مطلوب و دقت بالا نیاز دارد، اما در صورت امکان و وجود فضای مناســب، بهتر اســت فلومتر دور از نقاط دارای اغتشاش نصب شود.
مطابــق تصویر ، فواصــل قبل و بعد از محل نصب سنسور از اتصالات مانند زانو، سه راه و غیره، بایســتی به ترتیب حداقل 3 و 2 برابر قطر لوله باشــد. در صورت امکان این فواصل را افزایش دهید تا دقــت و تثبیت اعداد به هنگام قرائت در ارتباط با الکتروپمپها بیشتر شــود.
توضیح: DN همان قطر داخلی لوله میباشد.
انواع روش های نصب فلومتر مغناطیسی:
عمودی: بهترين نوع نصب سنســور بصــورت جريــان بطرف بالا مي باشــد زيرا در وضعيــت دبــی صفر و ســكون مايع، مواد سنگين تر داخل آن بسمت پائين سقوط نموده و مزاحمتی جهت الكترودهای داخل سنســور ايجاد نمی نمايند و از پر بودن لوله اطمینان داریم.
افقی: سنســور بايد طوري نصب شود كه محور الكترودها کاملاً افقی قرار گیرد تا حباب هــا از آنها فاصله بگيرند و در ســنجش خللی وارد نشود.
لولــه در محل نصب سنســور نباید دارای لرزش باشد.
در مایعاتــی که دارای مــواد و ذرات زائد می باشند، میتوان یک مسیر فرعی Bypass پیشبینی نمود.
در صورت نیاز به نصب سنســور و عبــور کابل فلومتر در نزدیکی مناطق دارای میدان الکترومغناطیسی مانند کابلهای برق، فشــار متوســط و قوی حتماً با مهندسین فروش ایران مدار مذاکره نمائید.
در لوله افقی و شــیب دار متصل به هم که امکان هواگیری در قســمت های افقی آن وجود دارد سنسور باید ترجیحاً در محلی با شیب به طرف بالا نصب گردد.
در لوله هایی کــه بیش از 5 متر اختلاف سطح دارند، یک شیر تخلیه هوا پس از سنسور فلومتر در بالاترین نقطه نصب کنید
دریافت مشاوره رایگان قبل از خرید فلومتر الکترومغناطیسی
در صورت نیاز به مشاوره تخصصی جهت انتخاب بهترین فلومتر مغناطیسی میتوانید با مهندسان فروش ایران مدار تماس حاصل فرمایید تا با اطلاعاتی کامل اقدام به خرید فلومتر مغناطیسی نمایید
۶٣٣۴ ٩۰ ٨٨ – ۰٢١ | ۵۴ ۲۵ ۸۸۹۳ – ۰۲۱
سوالات متداول:
حداقل و حداکثر دبی برای جریان سنجی توسط فلومتر الکترومغناطیسی چقدر است؟
حداقل و حداکثر دبی بستگی به سایز فلومتر دارد . به عنوان مثال برای فلومتر الکترومغناطیسی سایز 4 اینچ رنج اندازه گیری از 2.8 متر مکعب بر ساعت الی 160 متر مکعب بر ساعت می باشد
کنتور مغناطیسی در چه رنج فشاری می تواند کار کند؟
تا 40 بار ( در صورت نیاز مشتری قابلیت تولید با رنج فشار بالاتر وجود دارد و تولید برای فشار 100 بار نیز انجام پذیرفته است )
فلومتر مغناطیسی در چه رنج دمای محیطی می تواند کار کند؟
از 20- درجه سانتیگراد تا 60 درجه سانتیگراد
فلومتر الکترومغناطیسی با چه سیالاتی سازگاری دارد؟
سیالات اسیدی، سیالات بازی، آب و فاضلاب و بطور کلی هر مایعی که دارای رسانایی بیش از 5 میکروزیمنس در سانتیمتر باشد
از فلومتر مغناطیسی در چه سایز لوله هایی می توان استفاده کرد؟
از فلومتر مغناطیسی می توان در لوله های با اقطار بین 15 تا 1400 میلیمتر استفاده کرد
امکان استفاده از نمایشگر از راه دور برای فلومتر الکترومغناطیسی وجود دارد؟
بله با توجه به نیاز مشتری امکان نصب نمایشگر در حداقل فاصله 5 متری و حداکثر فاصله 60 متری وجود دارد
سیال تا چه دمایی در فلومتر مغناطیسی به درستی اندازه گیری می شود؟
از 10- درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد
2 پاسخ
سلام
جهت نصب فلومتر مغناطیسی سوال داریم . نحوه نصب در دفترچه راهنما وجود دارد؟
سلام
بله دفترچه راهنمای نصب فلومتر مغناطیسی موجود میباشد و همچنین همکاران ما در بخش پشتیبانی نیز آماده ارائه مشاوره می باشند
با شماره زیر تماس حاصل فرمایید
88851746 – ۰٢١ | 09388650048