Principios y aplicaciones de los caudalímetros electromagnéticos
El caudalímetro electromagnético es un instrumento inductivo fabricado basándose en la ley de inducción electromagnética de Faraday y utilizado para medir el flujo volumétrico de medios conductores en tuberías. El caudalímetro electromagnético es un nuevo tipo de instrumento de medición de caudal que se desarrolló rápidamente con el desarrollo de la tecnología electrónica en las décadas de 1950 y 1960.
Principio de funcionamiento
El caudalímetro electromagnético es un caudalímetro que mide el flujo basándose en la ley de inducción electromagnética de Faraday. La ventaja del caudalímetro electromagnético es que la pérdida de presión es extremadamente pequeña y el rango de flujo medible es grande. La relación entre el caudal máximo y el caudal mínimo es generalmente superior a 20:1. Es adecuado para una amplia gama de diámetros de tuberías industriales, hasta 3 m. La señal de salida es lineal con el caudal medido. Precisión y puede medir conductividad ≥5μs/cm. Flujo de fluidos de ácidos, álcalis, soluciones salinas, agua, aguas residuales, líquidos corrosivos y lodo, pulpa, pulpa, etc. Pero no puede medir el flujo de gas, vapor y agua pura.
Cuando un conductor se mueve cortando líneas de campo magnético en un campo magnético, se generará un potencial eléctrico inducido en el conductor. El tamaño del potencial eléctrico inducido depende de la longitud efectiva del conductor en el campo magnético. y la dirección del movimiento del conductor perpendicular a la dirección del campo magnético Directamente proporcional a la velocidad. De la misma manera, cuando el fluido conductor fluye verticalmente en el campo magnético y corta las líneas de fuerza de inducción magnética, también generará un potencial eléctrico inducido en los electrodos a ambos lados de la tubería. La dirección del potencial eléctrico inducido está determinada por la regla de la mano derecha, y la magnitud del potencial eléctrico inducido está determinada por la siguiente fórmula:
Ex=BDv－－－－－－－－－ －－－－－－－Ecuación (1)
En la fórmula, Ex: potencial eléctrico inducido, V
B: intensidad de inducción magnética, T
D: diámetro interior de la tubería, m
v: velocidad de flujo promedio del líquido, m/s
Sin embargo, el caudal volumétrico qv es igual al producto del flujo velocidad v del fluido y el área de la sección transversal de la tubería (πD?)/4 Sustituyendo la ecuación (1) en esta ecuación obtenemos:
Qv=(πD/4B)* Ej. －－－－－－－－－Ecuación (2)
Se puede ver en la fórmula anterior que cuando el diámetro de la tubería D se fija y la intensidad de inducción magnética B se mantiene constante, el volumen medido El caudal y el potencial inducido tienen una relación lineal. Si se inserta un electrodo en ambos lados de la tubería, se puede introducir el potencial inducido Ex. Midiendo la magnitud de este potencial, se puede obtener el caudal volumétrico.
Según el principio de inducción electromagnética de Faraday, se instala un par de electrodos de detección en la pared del tubo perpendicular al eje del tubo de medición y a las líneas del campo magnético cuando el líquido conductor se mueve a lo largo del eje del. Tubo de medición, el líquido conductor corta las líneas del campo magnético para generar un potencial eléctrico inducido, este potencial inducido es detectado por dos electrodos de detección y el valor es proporcional al caudal. E=B·V·D·K
En la fórmula: E - Potencial eléctrico inducido;
K - Coeficiente relacionado con la distribución del campo magnético y la longitud axial;
B - Intensidad de inducción magnética;
V - Velocidad de flujo promedio del líquido conductor;
Espaciamiento entre electrodos D (midiendo el diámetro interior del tubo)
El sensor transmite el potencial inducido E como una señal de flujo al convertidor. Después del procesamiento de la señal, como amplificación, transformación y filtrado, se procesa con una banda LCD de matriz de puntos retroiluminada que muestra el flujo instantáneo y el flujo acumulativo. El convertidor tiene salida de 4~20 mA, salida de alarma y salida de frecuencia, y está equipado con RS-485 y otras interfaces de comunicación, y admite protocolos HART y MODBUS.
Nota: Los parámetros de diferentes caudalímetros electromagnéticos son ligeramente diferentes. Asegúrese de leer las instrucciones cuando los utilice.
Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, en un campo magnético uniforme con una intensidad de inducción magnética B, se coloca un tubo no magnético con un diámetro interior D perpendicular a la dirección del campo magnético. El líquido conductor fluye en la tubería a una velocidad v. El fluido conductor corta las líneas del campo magnético. Si se instalan un par de electrodos en ambos extremos del diámetro de la sección transversal de la tubería perpendicular al campo magnético, se puede demostrar que Mientras la distribución de la velocidad del flujo en la tubería sea axialmente simétrica, se generará una fuerza electromotriz inducida entre los dos electrodos:
e=KBDv (3-36)
En la fórmula , v es la velocidad promedio del flujo en la sección de la tubería y k es la constante del instrumento.
A partir de esto, se puede obtener el caudal volumétrico de la tubería:
qv= πeD/4KB (3-37)
Se puede ver en la fórmula anterior que el flujo volumétrico La velocidad qv, la fuerza electromotriz inducida e y el diámetro interior del tubo de medición D tienen una relación lineal, que es inversamente proporcional a la intensidad de inducción magnética B del campo magnético y no tiene nada que ver con otros parámetros físicos. Este es el principio de medición del caudalímetro electromagnético.
Cabe señalar que para que la ecuación (3-37) quede estrictamente establecida, las condiciones de medición del caudalímetro electromagnético deben cumplir los siguientes supuestos:
① El campo magnético es un campo magnético constante distribuido uniformemente
②La velocidad del flujo del fluido medido se distribuye axialmente simétricamente
③El líquido medido no es magnético; La conductividad del líquido medido es homogénea e isotrópica.
1. Aplicación del caudalímetro electromagnético en la industria de protección del medio ambiente.
En primer lugar, muchas fábricas de papel optarán por utilizar caudalímetros electromagnéticos. ¿Por qué es esto? Debido a que los caudalímetros electromagnéticos tienen ventajas únicas en el proceso de tratamiento de aguas residuales, los caudalímetros electromagnéticos tienen una respuesta sensible, un rendimiento estable y pueden medir en ambas direcciones. Esto tiene grandes ventajas para la medición de aguas residuales en tuberías. En cuanto a la influencia, esto refleja su estabilidad extremadamente fuerte.
La proporción de impurezas en las aguas residuales es relativamente alta y las aguas residuales tienen cierta conductividad. Elegir un caudalímetro electromagnético para medir las aguas residuales es una elección correcta. Al mismo tiempo, el caudalímetro electromagnético es de tamaño pequeño, fácil de instalar y adecuado para trabajar en tuberías de aguas residuales.
2. Aplicación del caudalímetro electromagnético en el riego de tierras agrícolas.
Los caudalímetros electromagnéticos se utilizan ahora ampliamente en el riego de tierras agrícolas. El riego agrícola es actualmente un proyecto fuertemente apoyado por el Estado. Sin embargo, el riego tradicional de tierras agrícolas tiene una baja eficiencia y un alto consumo. Esto obliga a que el riego agrícola se transforme en riego agrícola moderno con la ayuda de determinados equipos. Con el avance continuo de la tecnología, los caudalímetros electromagnéticos y los sistemas inteligentes pueden realizar completamente el riego agrícola automatizado. El caudalímetro electromagnético de tipo riego agrícola desarrollado y producido por Kaifeng Chuangchuang Measurement and Control Technology Co., Ltd. coopera con el sistema de agua para resolver con éxito el problema del laborioso riego de tierras agrícolas y mejorar en gran medida la eficiencia de la producción agrícola