مقدمة إلى أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي

أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي، والتي يشار إليها عادةً باسم أجهزة قياس المغناطيسية، هي أدوات صناعية مصممة لقياس معدل التدفق الحجمي للسوائل الموصلة كهربائيًا باستخدام قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. تولد هذه الأجهزة مجالًا مغناطيسيًا داخل أنبوب التدفق وتكتشف الجهد الناتج عن حركة الموائع الموصلة عبر هذا المجال. تتناسب سعة الجهد المستحث بشكل مباشر مع سرعة التدفق، مما يتيح قياسًا دقيقًا بدون أجزاء متحركة ميكانيكية. يتم تقدير أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي بشكل خاص بسبب الحد الأدنى من انخفاض الضغط، والدقة العالية (عادة ± 0.5-1٪ من معدل التدفق)، وملاءمتها للسوائل العدوانية أو الكاشطة، بما في ذلك الملاط والمواد الكيميائية المسببة للتآكل. إن تصميمها القوي، والذي غالبًا ما يتميز ببطانات من PTFE أو البولي يوريثين أو النيوبرين والأقطاب الكهربائية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو Hastelloy أو البلاتين إيريديوم، يضمن الموثوقية في البيئات الصعبة مثل معالجة المياه والمعالجة الكيميائية والتعدين. باعتبارها تقنية مهيمنة في سوق قياس التدفق، تمثل أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي حوالي 15% من مبيعات أجهزة قياس التدفق الجديدة على مستوى العالم، مع تزايد اعتمادها في الصناعات التي تعطي الأولوية للدقة والمتانة.

مبادئ التشغيل وميزات التصميم

تعمل أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، والذي ينص على أنه يتم إحداث جهد عندما يتحرك سائل موصل عبر مجال مغناطيسي. يحتوي أنبوب تدفق جهاز الإرسال على زوج من ملفات المجال التي يتم تنشيطها بواسطة تيار متردد (AC) أو مصدر تيار مباشر نابض (DC)، مما يولد مجالًا مغناطيسيًا متعامدًا مع اتجاه السائل. تكتشف الأقطاب الكهربائية المثبتة على جدار الأنبوب الجهد المستحث، والذي يتناسب مع متوسط ​​سرعة المائع (E = B × L × v، حيث B هي كثافة التدفق المغناطيسي، وL هي المسافة بين الأقطاب الكهربائية، وv هي سرعة المائع). تتم معالجة هذه الإشارة بواسطة جهاز إرسال متكامل لحساب معدل التدفق الحجمي بناءً على مساحة المقطع العرضي للأنبوب. تشتمل عناصر التصميم الرئيسية على بطانة غير موصلة لعزل الإشارة عن جدار الأنبوب، وأقطاب كهربائية مقاومة للتآكل، ومعالجة متقدمة للإشارات لتخفيف الضوضاء الناتجة عن الفولتية الضالة أو اضطراب السوائل. تتميز أجهزة الإرسال الحديثة أيضًا بتشخيصات للكشف عن طلاء القطب الكهربائي وإشارات الأنبوب الفارغ التلقائي. ويضمن مسار التدفق الخالي من العوائق عدم فقدان الضغط، كما أنها تتطلب الحد الأدنى من الأنابيب المنبع (ما لا يقل عن خمسة أقطار للأنابيب) لإجراء قياس دقيق، مما يقلل من تكاليف التركيب.

سيناريوهات التطبيق الرئيسية

يتم نشر أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي عبر الصناعات التي تتطلب فيها السوائل الموصلة (الحد الأدنى للتوصيل 1-10 ميكرو سيميز/سم) مراقبة دقيقة. وفي معالجة المياه ومياه الصرف الصحي، يقومون بقياس المياه الصالحة للشرب ومياه الصرف الصحي والمواد الكيميائية المضافة، مما يعزز مناعتهم ضد المواد الصلبة العالقة ومقاومة التآكل. تعتمد الصناعة الكيميائية عليها في تصنيع السوائل المسببة للتآكل مثل الأحماض أو المواد الكاوية، مع مواد البطانة (على سبيل المثال، PTFE للمقاومة العالية للتآكل) مما يضمن طول العمر. تشتمل تطبيقات التعدين ومعالجة المعادن على مراقبة تدفق الملاط، حيث تمنع قدرة جهاز الإرسال على التعامل مع الخلائط الكاشطة مع الجزيئات الصلبة الانسداد. يستخدم إنتاج الأغذية والمشروبات تصميمات صحية متوافقة مع التنظيف المكاني (CIP) للسوائل مثل منتجات الألبان أو الشراب. بالإضافة إلى ذلك، في المستحضرات الصيدلانية، تقوم أجهزة قياس الصهارة ذات التركيبات الصحية بتتبع المذيبات الموصلة مع الحفاظ على العقم. ويمتد تنوعها إلى أنظمة الري، حيث تقوم بقياس تدفق المياه في القنوات أو الأنابيب المفتوحة بأقل قدر من الصيانة.

المزايا والقيود

تشمل المزايا الأساسية لأجهزة إرسال التدفق المغناطيسي الحد الأدنى من انخفاض الضغط بسبب مسار التدفق دون عائق، والدقة العالية التي لا تتأثر بكثافة السائل أو تغيرات اللزوجة، والملاءمة لقياس التدفق ثنائي الاتجاه. إنها توفر مخرجات خطية تتناسب مع معدل التدفق وتتفوق في التعامل مع السوائل المسببة للتآكل أو الكاشطة باستخدام البطانات والأقطاب الكهربائية المناسبة. ومع ذلك، تشمل القيود عدم القدرة على قياس السوائل غير الموصلة (مثل الهيدروكربونات أو الغازات) والحساسية لعدم اكتمال ملء الأنابيب، مما قد يسبب أخطاء في القياس. فقاعات الهواء أو تراكم المواد الصلبة على الأقطاب الكهربائية قد يؤدي أيضًا إلى إضعاف الدقة، على الرغم من أن التصميمات الحديثة تتضمن أدوات تشخيصية لتنبيه المستخدمين إلى مثل هذه المشكلات. لقد تحسن استهلاك الطاقة، المرتفع تاريخيًا بسبب إثارة الملف، باستخدام الإلكترونيات المتقدمة والخيارات التي تعمل بالبطارية، مما يجعلها قابلة للاستخدام في المواقع النائية.

إرشادات الاختيار والتنفيذ

يتطلب اختيار جهاز إرسال التدفق المغناطيسي تقييم موصلية السوائل (تأكد من أنها تتجاوز الحد الأدنى لجهاز الإرسال)، وتقييمات درجة الحرارة/الضغط، وتوافق المواد المبللة مع السائل. يعد اختيار البطانة أمرًا بالغ الأهمية - على سبيل المثال، البولي يوريثين لمقاومة التآكل أو PTFE لدرجات الحرارة المرتفعة. يعتمد اختيار القطب على تآكل السوائل؛ يعمل التيتانيوم جيدًا في بيئات الكلوريد، بينما يقاوم Hastelloy الأحماض المؤكسدة. يجب أن يضمن التثبيت ظروف الأنابيب الكاملة وتجنب الاهتزازات أو انحباس الهواء. يوصى باستخدام حلقات التأريض للأنابيب غير الموصلة لمنع ضوضاء الإشارة. يجب أن تكون المعايرة قابلة للتتبع للمعايير، ويتم تسهيل التكامل مع أنظمة مثل PLCs أو SCADA من خلال المخرجات (4-20 مللي أمبير، HART، PROFIBUS). تتضمن الصيانة الدورية التحقق من نظافة القطب الكهربائي وسلامة البطانة، خاصة في الخدمات الكاشطة.

الخلاصة: تعزيز كفاءة العملية باستخدام التكنولوجيا المغناطيسية

توفر أجهزة إرسال التدفق المغناطيسي حلاً قويًا لقياس السوائل الموصلة، حيث تجمع بين الدقة العالية وتكاليف دورة الحياة المنخفضة. ومع تركيز الصناعات على الأتمتة وكفاءة الموارد، فإن دورها في العمليات الحيوية - من معالجة الملاط إلى جرعات المواد الكيميائية - سوف يتوسع. قد تركز التطورات المستقبلية على التشخيص الأكثر ذكاءً، والاتصال اللاسلكي، والمواد المحسنة للظروف القاسية، مما يزيد من ترسيخ مكانتها في الأجهزة الصناعية.

-إندرس + هاوزر

-ألين برادلي

-يوكوجاوا

-MTL

-ف + ف

-المزيد من المنتجات