عداد التدفق الكهرومغناطيسي

تعريف متر التدفق الكهرومغناطيسي

متر التدفق الكهرومغناطيسي هو جهاز يستخدم لقياس تدفق السائل أثناء مروره عبر أنبوب. وبشكل أكثر تحديداً، يتم استخدام أمتار التدفق الكهرومغناطيسي لقياس معدل تدفق السوائل الموصلة كهربائياً. ويعني السائل الموصل كهربائياً أي سائل يسمح بمرور التيار الكهربائي خلاله.

مبدأ عمل متر التدفق الكهرومغناطيسي

تعمل أمتار التدفق الكهرومغناطيسي على أساس قانون فاراداي للإثارة الكهرومغناطيسية. يشير هذا القانون إلى أنه عندما يمر سائل موصل كهربائياً عبر مجال مغناطيسي، يتم إثارة فولتية عبر الموصل. تكون قيمة هذه الفولتية المثارة تناسبية مباشرة مع سرعة السائل، وطول الموصل (أي المسافة التي يقطعها السائل عبر المجال المغناطيسي)، وقوة المجال المغناطيسي.

شرح مفصل لمبدأ العمل

لا تقوم أمتار التدفق الكهرومغناطيسي بإحداث عائق في مسار السائل لإثارة الفولتية، بل تستغل قانون فاراداي للإثارة الكهرومغناطيسية. عندما يتدفق السائل الموصل كهربائياً عبر المجال المغناطيسي الذي يولده متر التدفق، يتم إثارة فولتية عمودية على كل من اتجاه التدفق والمجال المغناطيسي. يتم بعد ذلك اكتشاف هذه الفولتية المثارة بواسطة الأقطاب داخل متر التدفق وتحويلها إلى قياس لمعدل التدفق. بما أن الفولتية المثارة مرتبطة بشكل مباشر بسرعة السائل، فإن قياس هذه الفولتية يسمح بتحديد دقيق لمعدل التدفق.

بهذه الطريقة، توفر أمتار التدفق الكهرومغناطيسي قياسات دقيقة وغير مزعجة لتدفق السوائل دون الحاجة إلى إجراء أي تعديلات فعلية على الأنابيب. يجعل هذا الخصوصية من أمتار التدفق الكهرومغناطيسي أداة لا غنى عنها في العديد من التطبيقات الصناعية، خاصة عند التعامل مع السوائل القابلة للتآكل أو السوائل ذات النقاء العالي.

تم تحسين المحتوى أعلاه لزيادة الوضوح والقابلية للقراءة مع ضمان نقل دقيق لمبدأ العمل وأهمية أمتار التدفق الكهرومغناطيسي. لاحظ أنه في التطبيقات العملية، يجب اختيار النماذج والمعايير الفنية المناسبة بناءً على الاحتياجات الخاصة.

بناء متر التدفق الكهرومغناطيسي

يتكون متر التدفق الكهرومغناطيسي بشكل أساسي من أنبوب معزول كهربائياً، زوج من الأقطاب موضوعة مقابل بعضها البعض، وملفات مغناطيسية موضعها حول الأنبوب لتوليد المجال المغناطيسي. يتم صنع الأنابيب المعزولة كهربائياً عادة من مواد غير موصلة مثل الألياف الزجاجية، وتقوم بحمل السائل الذي يحتاج إلى قياس معدل تدفقه.

الأنبوب المعزول كهربائياً: يتم صنع هذا الأنبوب من مواد عازلة كهربائياً لضمان قياس السائل المرور من خلاله بدقة دون تدخل من التأثيرات الكهربائية الخارجية.

الأقطاب: يتم تركيب قطبين مقابل بعضهما البعض على الأنبوب. وظيفتهما هي اكتشاف الفولتية المثارة أثناء مرور السائل عبر المجال المغناطيسي. تأتي هذه الأقطاب في اتصال مباشر مع السائل المتدفق وتنقل إشارات الفولتية المكتشفة إلى محول للمعالجة.

الملفات المغناطيسية: يتم لف ملفات مغناطيسية حول الأنبوب. عندما يمر تيار كهربائي عبر هذه الملفات، يتم توليد مجال مغناطيسي عمودي على اتجاه تدفق السائل. يعتبر هذا المجال المغناطيسي حاسماً لإثارة الفولتية وفقاً لقانون فاراداي للإثارة الكهرومغناطيسية، والتي تكون تناسبية مباشرة مع سرعة السائل.

يتم وضع مغناطيس كهربائي حول أنبوب معزول، مما يولد مجالاً مغناطيسياً في محيطه. تعتبر هذه الإعداد مشابهة للموصل في الحركة ضمن مجال مغناطيسي. عندما يتدفق السائل عبر الأنبوب، يتم إثارة فولتية عبر الملف، والتي يمكن التعبير عنها كما يلي.

v تمثل سرعة الموصل (معادلة لسرعة التدفق)، مقاسة بالمتر في الثانية (m/s).

l هي طول الموصل، وهو يساوي قطر الأنبوب، مقاسة بالمتر (m).

B يشير إلى كثافة التدفق المغناطيسي، بوحدة الوبر لكل متر مربع (wb/m²).

عندما يبقى المجال المغناطيسي حول الأنبوب ثابتًا، تكون الفولتية المثارة تناسبية مباشرة مع سرعة السائل.

مزايا أمتار التدفق الكهرومغناطيسي

• الفولتية الناتجة عن متر التدفق الكهرومغناطيسي تناسبية مباشرة مع معدل تدفق السائل.

• يظل الإخراج غير متأثر بالتغيرات في خصائص السائل مثل اللزوجة والضغط والحرارة.

• يمكن لهذه الأمتار قياس تدفق الرمال والعصائر والسوائل القابلة للتآكل.

• يمكنها العمل كأجهزة قياس ثنائية الاتجاه.

• كما يمكن لأمتار التدفق الكهرومغناطيسي قياس معدلات التدفق المنخفضة للغاية.