Обзор электромагнитных технологий

Электромагнитные расходомеры, основанные на законе Фарадея, измеряют электропроводящие жидкости.

Электромагнитный обзор:

Электромагнитный расходомер (EMF) - это прибор для измерения расхода, разработанный на основе закона электромагнитной индукции Фарадея и используемый в основном для измерения объемного расхода проводящих жидкостей. Его основные преимущества заключаются в неинвазивном измерении, нулевой потере давления и сильной адаптации к физическим свойствам жидкости (например, температуре, давлению, вязкости). Он широко применяется в управлении промышленными процессами, водоподготовке, химической,пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Принцип работы

Электромагнитный расходомер работает на основе закона электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что проводник, движущийся в магнитном поле, создает электродвижущую силу (ЭДС). Основные этапы реализации:

1.Генерация магнитного поля: Пара катушек возбуждения в измерительной трубке расходомера при подаче напряжения создает однородное магнитное поле,перпендикулярное направлению потока жидкости.

2. Поток проводящей жидкости: измеряемая жидкость (с проводимостью ≥5 мкСм/см) протекает через магнитное поле, действуя как проводник, разрезающий магнитные линии.

3. Генерация ЭДС: Заряженные ионы в жидкости вызывают ЭДС (E) между электродами,перпендикулярными как магнитному полю, так и направлению потока:

微信截图_20250421140011-1.png

-k: Инструментальная константа

-B: плотность магнитного потока

-D: внутренний диаметр трубы

-v: Средняя скорость жидкости

4. Расчет расхода: Измеряя (E) и комбинируя его с площадью поперечного сечения трубы,скорость потока рассчитывается как (Q = v*A).

Основные компоненты

1. Измерительная трубка: Покрыта изоляционными материалами (например, PTFE, резина) для предотвращения замыкания электродов и противостояния коррозии.

2. Электроды: Выбор материала (например, сплав Хастеллой, титан, платиноиридий) зависит от свойств жидкости.

3. Катушки возбуждения: Создают однородное магнитное поле, что очень важно для обеспечения точности.

4. Передатчик: Перерабатывает сигналы электродов в стандартные выходные сигналы (4-20 мА или цифровые сигналы).

Преимущества

- Отсутствие движущихся частей, высокая надежность, низкая стоимость обслуживания.

- Широкий диапазон измерений (коэффициент уменьшения до 100:1).

- Не зависит от плотности, вязкости, температуры и давления жидкости.

- Двунаправленное измерение расхода с нулевой потерей давления.

Ограничения

- Требуются проводящие жидкости (≥5 мкСм/см); не подходит для газов, масел или чистой воды.

- Установка требует полнопроходного потока и прямых участков трубы (обычно 5D вверх по течению, 3D вниз по течению).

- Более высокая стоимость, особенно для труб большого диаметра.