Máy đo lưu lượng dạng điện từ được thiết kế để đo lưu lượng chất lỏng có điện tích trong ống kín, ứng dụng khác có áp suất thấp. Chúng là thiết bị đo lưu lượng thể tích. Với công nghệ này, chất lỏng phải dẫn điện. Nguyên lý hoạt động của máy đo lưu lượng từ dựa trên Luật Điện từ của Michael Faraday.
Bộ đo lưu lượng từ hoạt động dựa trên Luật Điện từ của Faraday. Khi một chất lỏng dẫn chảy qua từ trường, một điện áp nhỏ (u) được gây ra. Một điện cực E này tỷ lệ thuận với vận tốc của dòng chảy và được đo chính xác bằng hai điện cực bằng thép không gỉ được gắn với nhau trong ống đo.
– Hai điện cực được kết nối với một mạch điện tử tiên tiến xử lý tín hiệu và lần lượt đưa nó vào bộ vi xử lý bên trong module điện tử. Bộ vi xử lý sau đó tính lưu lượng và kiểm soát các đầu ra khác nhau trên bảng đầu cuối. Điện cực điện áp E tỷ lệ thuận với vận tốc trung bình của chất lỏng V.
E = Blv
Ở đây: E = Điện áp cảm ứng (V)
B = Mật độ từ thông (độ lớn của từ trường) (Tesla)
l = Chiều dài của vật dẫn chạy qua từ trường (m)
v = Vận tốc vật dẫn (m/s)
* Một vài điều kiện cần được đáp ứng để có thể tính toán chính xác lưu lượng từ điện áp cảm ứng:
Chất lỏng phải là chất dẫn điện tốt,.
Cả 2 điện cực phải tiếp xúc với chất lỏng.
Đường ống phải được đổ đầy bằng chất lỏng.
Các đầu đo lưu lượng phải được nối đất đúng cách để tránh các sai số do dòng điện rò trong chất lỏng.
Điều rất quan trọng là dòng chảy của chất lỏng được đo bằng máy đo lưu lượng kế phải có tính dẫn điện. Luật của Faraday chỉ ra rằng điện áp tín hiệu (E) phụ thuộc vào vận tốc chất lỏng trung bình (V), chiều dài dây dẫn (D) và cường độ từ trường (B). Từ trường do đó sẽ được thiết lập trong phần mặt cắt ngang của ống.
Về cơ bản khi chất lỏng dẫn chảy qua từ trường, điện áp được gây ra. Để đo điện áp tạo ra (tỷ lệ với vận tốc của chất lỏng chảy), hai điện cực bằng thép không rỉ được sử dụng được gắn kết với nhau. Hai điện cực được đặt bên trong máy đo lưu lượng sau đó được kết nối với một mạch điện tử tiên tiến có khả năng xử lý tín hiệu. Tín hiệu được xử lý được đưa vào bộ vi xử lý tính lưu lượng thể tích của chất lỏng.
Đồng hồ đo điện từ sử dụng quy luật cảm ứng điện từ của Faraday để tạo ra một phép đo dòng chảy. Định luật của Faraday nói rằng bất cứ khi nào một vật dẫn có chiều dài ‘l’ di chuyển với vận tốc vuông góc với trường từ ‘B’, một emf ‘e’ được tạo ra theo hướng vuông góc với nhau được cho bởi:
E = Blv … (eq1)
+ B = Mật độ từ thông (Wb / m2)
+ L = chiều dài dây dẫn (m)
+ V = Vận tốc của dây dẫn (m / s)
Gồm: D = đường kính ống
* V = vận tốc trung bình của dòng chảy (vận tốc dẫn trong trường hợp này)
* Từ phương trình (eq1)
* V = e / bl Q = πd2e / 4Bl
* Q = K Trong đó K là hằng mét.
– Vì vậy, tốc độ dòng chảy khối lượng tỷ lệ với emf cảm ứng. Trong ứng dụng thực tế chúng ta phải nhập giá trị ‘K’ không đổi trong lưu lượng kế từ có sẵn trong danh mục nhà cung cấp / hướng dẫn sử dụng.
6.1. Chất được đo phải là chất dẫn điện. Do đó, nó không thể được sử dụng để đo tốc độ dòng khí và hơi nước, các sản phẩm dầu mỏ và chất lỏng tương tự có độ dẫn rất thấp.
6.2. Làm cho đồng hồ không nhạy cảm với sự biến thiên của điện trở, điện trở hiệu dụng của chất lỏng giữa các điện cực không được vượt quá 1% trở kháng của mạch bên ngoài.
6.3. Nó là một thiết bị rất đắt.
6.4. Khi máy đo luôn đo tốc độ thể tích, sẽ bao gồm khối lượng của bất kỳ vật chất lơ lửng nào trong chất lỏng.
6.5. Để tránh bất kỳ rắc rối nào gây ra bởi không khí bị cuốn vào, khi ống dẫn được lắp vào đường ống nằm ngang, các điện cực phải nằm trên đường kính ngang.
6.6. Khi kiểm tra bằng không đối với việc lắp đặt có thể được thực hiện chỉ bằng cách dừng dòng chảy, các van phân cách được yêu cầu và cần phải có một vòng tránh qua mà luồng có thể được hướng trong suốt kiểm tra bằng không.
6.7. Đường ống phải chạy đầy, trong trường hợp van điều chỉnh được lắp phía trên đồng hồ đo.
7.1. Sự tắc nghẽn của dòng chảy hầu như không có và vì thế loại đồng hồ này có thể được sử dụng để đo sự ngưng trệ nặng, bao gồm bùn, nước thải và bột giấy từ gỗ.
7.2. Không có tổn thất đầu áp lực trong loại máy đo lưu lượng này khác với chiều dài của ống thẳng mà máy đo chiếm.
7.3. Chúng không bị ảnh hưởng nhiều bởi sự xáo trộn dòng chảy thượng lưu.
7.4. Chúng không bị ảnh hưởng bởi sự biến thiên về mật độ, độ nhớt, áp suất và nhiệt độ.
7.5. Yêu cầu về điện năng có thể thấp (15 hoặc 20 W), đặc biệt với DCtype xung.
7.6. Các đồng hồ này có thể được sử dụng làm đồng hồ hai chiều.
7.7. Bộ đo phù hợp với hầu hết các axit, bazơ, nước và dung dịch nước vì các chất liệu lót được lựa chọn không chỉ là chất cách điện tốt mà còn chống ăn mòn.
7.8. Đồng hồ được sử dụng rộng rãi cho các dịch vụ bùn không chỉ bởi vì chúng bị cản trở ít hơn mà còn bởi vì một số lớp lót như polyurethane, cao su và cao su có độ mài mòn tốt hoặc chống xói mòn.
7.9. Chúng có khả năng xử lý lưu lượng rất thấp.
Đo lưu lượng điện từ này không xâm nhập loại, có thể được sử dụng chung cho bất kỳ chất lỏng nào có độ dẫn điện hợp lý trên 10 microsiemens / cm. Chất lỏng như bùn cát, bột than, bùn, nước thải, bột giấy, hóa chất, nước trừ nước cất trong đường ống lớn, chất lỏng nóng, chất lỏng nhớt cao đặc biệt trong công nghiệp chế biến thực phẩm, chất lỏng lạnh có thể được đo bằng máy đo lưu lượng điện .
Nguồn: Endress+Hauser