Hvernig virkar rafsegulflæðismælir? Meginregla, uppsetning og val

Rafsegulstreymismælir - einnig kallaður segulflæðismælir eða magmælir - mælir flæðihraða leiðandi vökva í fullri pípu. Þú munt finnarafsegulstreymismælaryfir vatns- og skólphreinsun, efnavinnslu, matvæli og drykkjarvörur, kvoða og pappír, og námuhreinsunarlínur. Ástæðan fyrir því að verkfræðingar ná í einn er hagnýt: Engir hreyfanlegir hlutar eru í flæðisleiðinni, þannig að mælirinn heldur áfram að lesa í gegnum óhreinan, slípandi eða ætandi vökva sem myndi stíflast eða slitna vélrænan mæli - að því tilskildu að vökvinn leiði rafmagn og pípan haldist full.

Þessi handbók útskýrir vinnuregluna fyrst, sýnir síðan hvernig sú regla ákveður hvar kvikmælir passar, hvernig á að setja hann upp og hvað á að staðfesta áður en þú kaupir.

Í stuttu máli:Segulflæðismælir beitir innleiðslulögmáli Faradays. Leiðandi vökvinn virkar sem hreyfanlegur leiðari; þegar það fer í gegnum segulsvið inni í mælinum myndar það litla spennu sem hækkar og lækkar með flæðishraða. Rafskaut í pípuveggnum taka upp þá spennu og vegna þess að þvermál holunnar er fast breytir sendirinn hraðanum í rúmmálsflæðishraða. Það virkar aðeins þegar vökvinn leiðir rafmagn og pípan er full.

Hvað er rafsegulflæðismælir?

Rafsegulstreymismælir er rúmmálsflæðistæki fyrir leiðandi vökva. Í stað þess að snúa, gír, hverfli eða hindrun í pípunni, notar það segulsvið og par af rafskautum til að greina hreyfingu vökva. Vökvinn sjálfur er hreyfanlegur leiðari: þegar hann flæðir í gegnum segulsviðið inni í líkamanum mælisins myndar hann litla spennu sem mælirinn les og breytir í hraða. Vegna þess að þvermál holunnar er þekkt reiknar sendirinn síðan út rúmmálsflæði.

Sama tækið gengur undir nokkrum nöfnum - rafsegulflæðismælir, segulflæðismælir, kvikumælir, kvikumælir og leiðandi-vökvaflæðismælir. Þeir lýsa allir sömu mælingarreglunni.

Vinnuregla rafsegulstreymismælis (lögmál Faraday)

Starfsreglan hvílir áLögmál Faradays um rafsegulvirkjun: Þegar leiðari fer í gegnum segulsvið myndast spenna yfir hann. Í kvikmæli er leiðarinn ekki málmstöng - heldur er leiðandi vökvinn sem fer í gegnum mælirörið.

Framkölluð spenna er í réttu hlutfalli við meðalhraða vökvans. Hraðara flæði framleiðir sterkara merki; hægara flæði framleiðir veikara. Einfaldað samband er:

Framkölluð spenna=segulsviðsstyrkur × rafskautsfjarlægð × flæðishraði

Tveir af þessum þremur hugtökum eru fastir með hönnun mælisins. Sviðstyrknum er haldið stöðugum af rafeindabúnaði drifsins og rafskautsfjarlægðin er stillt af rörinu. Það skilur hraðann eftir sem eina breytuna sem mælirinn þarf að leysa - sem er nákvæmlega það sem spennan gefur honum.

Af hverju vökvinn verður að vera leiðandi

Lög Faraday framleiðir aðeins nothæf merki ef leiðarinn sem hreyfist leiðir í raun. Í vökva kemur leiðni frá uppleystum jónum - söltum, sýrum og steinefnum. Kranavatn, skólpvatn og flestar vinnslulausnir bera nægilega mikið af jónum til að mæla auðveldlega. Olíur, lofttegundir, gufa og ofurhreint eða afjónað vatn gera það yfirleitt ekki. Fyrir bakgrunn um hvað hækkar eða lækkar leiðni, þáUSGS skýring á rafleiðni í vatnier skýr grunnur, en talan sem í raun skiptir máli fyrir valið er lágmarksleiðni sem prentuð er á gagnablað tiltekins mælis.

Frá hraða til rúmmálsflæðishraða

Magmælir skynjar ekki rúmmál beint - hann skynjar hraða. Sendirinn margfaldar mældan meðalhraða með föstum þversniðsflatarmáli holunnar (Q=v × A) til að framleiða rúmmálsflæði. Þetta er ástæðan fyrir því að pípu-þvermálsfæribreytan inni í sendinum verður að passa við raunverulegt metrahol: rangt þvermál skalar hvern lestur upp eða niður með veldi villunnar. Það er líka ástæðan fyrir því að aflestur kvikmæla er að mestu óháður vökvaþéttleika og seigju, ólíkt sumum annarri tækni.

Hvernig Mag Meter breytir vökvahreyfingu í flæðismerki?

Mælingin fer í gegnum skýra röð:

• Spólar á mælinum mynda segulsvið þvert yfir mælirörið og í gegnum vökvann.
• Þegar leiðandi vökvinn fer í gegnum það sviði framkallar hann litla spennu.
• Rafskaut á gagnstæðum hliðum rörsins taka upp spennuna. Merkið er örlítið, svo hrein uppgötvun og góð jarðtenging skipta máli.
• Sendirinn síar hávaða, bætir upp rúmfræði mælisins og breytir spennunni í hraða.
• Sendirinn reiknar út rúmmálsflæði og sýnir eða sendir það - venjulega sem 4–20 mA, púls, tíðni, RS485 Modbus eða HART.

Helstu íhlutir segulflæðismælis

Mælingarrör

Sá hluti sem vökvinn rennur í gegnum. Í fullri-borahönnun passar innra þvermál leiðslunnar, sem heldur þrýstingstapi lágu og forðast vélræna hindrun.

Segulspólur

Þetta mynda segulsviðið. Stöðugleiki þess sviðs takmarkar beinlínis hversu endurtekanleg mælingin getur verið.

Rafskaut

Rafskautin lesa af völdum spennu og verða að vera blaut af vökvanum. Ef rörið er tómt eða aðeins að hluta til hrynur lesturinn. Rafskautsefni þarf að passa við fljótandi - staðlaða 316L ryðfríu stáli er fínt fyrir vatn og flest skólp, en árásargjarn efni þurfa málmblöndur eins og Hastelloy, títan eða tantal. Í-húðunarefni,viðhald og hreinsun rafskautaverða hluti af rekstraráætlun.

Liner

Fóðrið einangrar rörið frá vökvanum og verndar líkamann. Algengt val er PTFE, PFA, hart eða mjúkt gúmmí, pólýúretan og gervigúmmí, valið í samræmi við vökvann, hitastig, þrýsting og núningi. Rangt fóður getur bólgnað, tært eða slitnað og stytt líftíma metra, svoað velja rétta fóðurefniðer forskrift-ákvörðun á stigi, ekki eftiráhugsun.

Sendandi

Sendirinn knýr skynjarann, vinnur merkið, reiknar flæði og keyrir skjáinn og gefur út til PLC, SCADA kerfis eða heildartölu. Það er hægt að festa það á skynjarann ​​(lítið) eða fjarstýrt þar sem titringur, hiti, hætta á flóðum eða lélegt aðgengi gerir sérstakt girðing að betri kostinum.

Hvaða vökva getur rafsegulflæðismælir mælt?

Fyrsta valreglan: Mag-mælir mælir eingöngu leiðandi vökva. Taflan hér að neðan flokkar dæmigerða fjölmiðla í þrjá hópa.

Lágmarksleiðni: Hvað á að athuga áður en þú velur

„Nógu leiðandi“ eru algengustu valmistökin, svo það fær sína eigin ávísun. Leiðni er venjulega gefin upp í míkrósiemens á sentímetra (µS/cm). Venjulegt krana- og vinnsluvatn er venjulega í hundruðum µS/cm - þægilega yfir þeim fáu µS/cm sem venjulegur kvikumælir þarfnast. Vatnshreinsað vatn, gufuþéttivatn og vinnsluvatn með mikilli-hreinleika geta fallið nógu lágt til að krefjast sérstakrar-leiðnilíkans með lágri leiðni eða algjörlega annan mæli.

Áður en þú skuldbindur þig til fyrirmyndar:

• Finndu tilgreinda lágmarksleiðni mælisins á gagnablaðinu - ekki gera ráð fyrir sjálfgefnu iðnaði.
• Mældu eða metaðu leiðni vökvans þíns við raunverulegt vinnsluhitastig þar sem leiðni breytist með hitastigi.
• Skildu eftir spássíu. Jaðargildi reka með þynningu, hitastigi og árstíðabundnum breytingum.
• Ef þú ert nálægt mörkunum skaltu biðja birginn að staðfesta nákvæmlega vökvann þinn frekar en að giska.

Leiðbeiningar fyrir val á fóðri og rafskautum

Fóðring og rafskaut eru tveir hlutar í stöðugri snertingu við vökvann, þannig að þeir knýja bæði nákvæmni og endingartíma. Kortlagningin hér að neðan eru upphafsramma - sem staðfestir alltaf gegn efnasamhæfi-töflu og raunverulegu hitastigi, þrýstingi, styrk og hleðslu á föstum efnum.

Uppsetningarþættir sem hafa áhrif á nákvæmni

Á heilbrigt magnmæli rekja flestar sviðsvillur aftur til uppsetningar frekar en meginreglunnar sjálfrar.

Haltu rörinu fullu

Rafskautin verða að vera blaut, svo settu upp þar sem rörið helst fullt. Lóðrétt flæði upp á við er oft ákjósanlegt fyrir vökva sem flytja fast efni eða loft, vegna þess að það heldur holunni fylltri og dregur úr seti. Forðastu hæsta punkt línunnar, þar sem loft safnast saman, og forðastu lausa-hluta niður á við.

Jarðaðu mælinn á réttan hátt

Vegna þess að mælirinn les mjög litla spennu er jarðtenging ekki valfrjáls - léleg jarðtenging kemur fram sem hávaði og reikandi lestur. Það fer eftir efni pípunnar, þú gætir þurft jarðtengingarhringi, jarðtengdar rafskaut eða jarðtengdar ólar; plast, fóðruð og einangruð lagnir þurfa næstum alltaf aukalega athygli. Ef þú hefur aðeins tíma til að gera eitt rétt við uppsetningu vandamála, þá er það venjulegaað ná réttri jarðtengingu.

Gefðu mælinum stöðugt flæðisprófíl

Dælur, stjórnventlar, olnbogar og lækkar skapa þyrlu og ókyrrð sem skekkir lesturinn. Haltu mælinum frá þeim truflunum og virtu framleiðandaandstreymis og downstream beina-kröfur. Þar sem plássið er þröngt skaltu velja þá stöðu sem lágmarkar þyrlun og loftflæði yfir þá sem er bara þægileg.

Mistök við uppsetningu sem ber að forðast

• Festing á hæsta punkti lagnakerfisins, þar sem loftvasar myndast.
• Uppsetning á niðurleið eða ókeypis-tæmingarhlaupi sem leyfir rörinu að tæmast.
• Sleppa jarðtengingarhringjum á plast eða fóðrað rör.
• Setja mælirinn strax aftan við dælu eða opna loki að hluta.
• Tek við að hluta til fylltri pípu og vona að lesturinn standist.

Fullari gátlisti fyrir-byrjun er í okkarUppsetningarskýringar um rafsegulstreymismæli.

Dæmi um notkun (Athugasemdir á sviði)

Meginreglan er eins í öllum störfum; það sem breytist er hvaða smáatriði bitnar á þér. Nokkur mynstur frá raunverulegum innsetningum:

• Frárennslislína sveitarfélaga

• Mælirinn er sjaldan vandamálið hér - tómt-lagnarskilyrði, loftflæði eftir dælu og léleg jarðtenging er. Dæmigerð passa er DN100 lína með gúmmífóðri, 316L rafskautum og 4–20 mA plús RS485 úttak í SCADA, fest lóðrétt með pípuna staðfest fulla.

•  

• Efnaskammtunarlína

• Efnissamhæfi ræður ríkjum. Gefðu upp efnaheitið, styrkinn og hitastigið svo hægt sé að passa saman fóðrið (oft PTFE/PFA) og rafskaut (oft Hastelloy eða tantal); „ryðfrítt“ sjálfgefið getur mistekist á nokkrum vikum.

•  

• Matar-flokkur / CIP vatn

• Hreinlætistengingar, yfirborðsáferð og klæðning sem er metin fyrir heithreinsun-á-stað skipta jafn miklu máli og flæðisviðið.

•  

• Námuvinnsla

• Núningur er morðinginn. Ending fóðurs (pólýúretan er algengt) og slit á rafskautum, ekki merkisstyrk, ákvarða endingartíma.

Rafsegulflæðismælir vs aðrir flæðimælir

Mag Meter vs Ultrasonic fyrir endurbætur

Í endurbótaverkefnum kemur valið oft niður á aðgengi og vökvagerð. Klemma-á úthljóðsmæli er sett upp án þess að skera á pípuna eða stöðva flæði, sem er aðlaðandi á straumlínu - en það þarf hreinan, vel-vökva og góða pípu til að lesa á áreiðanlegan hátt. Magmælir þarf spólustykki og lokun til að passa, en samt ypptir hann burt föstum efnum og gefur stöðugari lestur á óhreinum eða leiðandi ferlivökva. Ef vökvinn leiðir og ber með sér fast efni vinnur kvikmælir venjulega á stöðugleika til lengri tíma litið; ef þú getur ekki brotið línuna eða vökvinn er hreinn, er ultrasonic þess virði að bera saman. Við förum ítarlega yfir-viðskiptinultrasonic vs rafsegulstreymismælar.

Hvernig á að velja réttan rafsegulflæðismæli?

Því meira af eftirfarandi sem þú getur útvegað, því nær sem ráðleggingin passar við ferlið frekar en bara pípustærð þína. Hver hlutur er til vegna þess að hann breytir uppsetningunni:

• Vökvaheiti og samsetning - knýr fóður og rafskautsefni áfram.
• Lágmarksleiðni - staðfestir að tæknin virkar jafnvel.
• Pípustærð og efni - stillir mælistærð og jarðtengingu.
• Lágmarks-, eðlilegt og hámarksflæði - stærð mælirinn fyrir raunverulegt svið, ekki bara línuna.
• Hitastig og þrýstingur - bundu val á fóðri og þéttingu.
• Föst efni, loftbólur, húðun eða slit - hafa áhrif á fóður, rafskaut og festingu.
• Áskilin nákvæmni - aðskilur staðal frá úrvalsstillingu.
• Tiltæk bein rörlengd - ákvarðar hvort staðsetning þín sé ásættanleg.
• Tengitegund - flans, obláta, snittari, hreinlætisklemma eða innsetning.
• Úttaksmerki - 4–20 mA, púls, RS485 Modbus, HART eða gengi.
• Aflgjafi - rafmagn, lág-spenna eða rafhlaða.
• Umhverfis - IP-einkunn, fjarskjár, sprengi-heldur eða hreinlætissamþykki.

Fyrir skipulagða leiðsögn, sjá athugasemdir okkar umlykilatriði við val á rafsegulflæðismæli. Þegar þú ert tilbúinn geturðu þaðsendu okkur umsóknarupplýsingar þínarog við munum passa líkan og uppsetningu við skilyrðin hér að ofan.

Úrræðaleit: Einkenni, líkleg orsök, athuga fyrst

Ef þú ert að eltast við viðvarandi bilun, leiðbeiningar okkar umalgengar bilanir í rafsegulstreymismæli og meðferðfer í gegnum hvert mál í röð.

Algengar spurningar um rafsegulflæðismæla

Hver er lágmarksleiðni rafsegulflæðismælis?

Flestir venjulegir kvikmælar þurfa aðeins nokkur µS/cm, og venjulegt vatn situr vel fyrir ofan það. Nákvæm tala er stillt af líkaninu, svo lestu gagnablaðið og skildu eftir spássíu ef vökvinn þinn er afsteinaður, þéttur eða á annan hátt lág-leiðni.

Hversu mikið beina pípa þarf mag mælir?

Það fer eftir andstreymistruflunum og gerðinni, svo fylgdu upplýstum uppstreymis- og niðurstreymiskröfum-framleiðenda frekar en einni þumalputtareglu. Haltu mælinum frá dælum, lokum og olnbogum þar sem þú getur.

Þarf ég jarðtengingarhringa?

Á leiðandi málmpípu getur aðliggjandi ófóðruð pípa stundum veitt jarðveginn. Á plasti, fóðruðu eða einangruðu röri þarftu næstum alltaf jarðhringi eða jarðtengdar rafskaut svo vökvinn sé rafrænt vísað til mælisins.

Getur kvikmælir unnið á að hluta fylltri pípu?

Hefðbundinn magnmælir getur það ekki. Rafskautin verða að vera blaut og holan verður að vera full; hlutafylling veldur óstöðugum eða röngum álestri. Að hluta til heilar línur þarf mælikvarða sem er sérstaklega hannaður fyrir það ástand.

Hvaða liner ætti ég að velja fyrir vökvann minn?

Passaðu fóðrið að efnafræði, hitastigi, þrýstingi og núningi: gúmmí fyrir vatn og milda slurry, pólýúretan fyrir slípiefni og PTFE eða PFA fyrir árásargjarn efni og hollustuhætti. Staðfestu endanlegt val gegn samhæfistöflu.

Hver er munurinn á innsetningar- og inline kvikmælum?

Aninnbyggður (fullur-hola) kvikumælirber fullt flæði og er staðlaða, nákvæmasta valið. Aninnsetningar-gerð mag metramælir staðbundinn hraða í gegnum rannsaka; það er ódýrara að setja á stórar rör en almennt minna nákvæmt og næmari fyrir rennslissniði.

Getur rafsegulflæðismælir mælt olíu, gas eða gufu?

Nei. Flestar olíur eru ó-leiðandi og gas, loft og gufa bera enga leiðandi leið. Fyrir þá, skoðaðu hverfla, Coriolis, sporöskjulaga gír, hvirfil eða ultrasonic tækni eftir vökvanum.

Er rafsegulrennslismælir góður fyrir skólp?

Já - það er einn af algengustu valkostunum, vegna þess að það hefur enga hreyfanlega hluta og þolir leiðandi vökva með sviflausn. Full-pípufesting, jarðtenging og hægri fóðrið ákveða samt hversu vel hún skilar árangri.

Hvað hefur áhrif á nákvæmni kvikmetra?

Jarðtenging, leiðni nálægt mörkum, að hluta til fyllt pípa, rafskautshúð, loftbólur, röng pípa-þvermálsstilling, léleg festingarstaða og óhentug efni eru venjulegir sökudólgar.

Helstu veitingar

Segulflæðismælir framkallar spennu í leiðandi vökva á hreyfingu (lögmál Faradays), les hana í gegnum rafskaut og breytir hraða í rúmmálsflæði með því að nota þekkt borsvæði. Fyrir vatn, afrennsli, slurry og margar efnalausnir er það óháður-viðhalds-, þéttleiki-óháður vinnuhestur - en hann getur ekki mælt gas, gufu, olíu eða ó-leiðandi vökva, og það er háð fullri pípu, góðri jarðtengingu og réttri fóðrun og rafskautum.

Veldu fyrst vökvann (leiðni og efnafræði), síðan pípu og flæðisvið, síðan tengingu, úttak og umhverfi. Komdu með þessar upplýsingar til birgis þíns og tilmælin passa við ferlið, ekki bara þvermál pípunnar.

Skrifað og skoðað af flæði-tækjaverkfræðiteymi FlowT, byggt á dæmigerðri uppsetningu og vali í iðnaði. Efni, nákvæmni, leiðni og úttaksupplýsingar eru mismunandi eftir gerðum og rekstrarskilyrðum - staðfesta með vörugagnablaðinu og forritinu þínu.

Heimildir

• ISO 20456:2017 - Leiðbeiningar um notkun rafsegulstreymismæla fyrir leiðandi vökva
• Encyclopaedia Britannica - Faraday's law of induction
• US Geological Survey - Leiðni (rafleiðni) og vatn