Các ứng dụng của máy đo lưu lượng từ: Nơi chúng hoạt động và cách chọn một ứng dụng

Sự khác biệt đó quan trọng hơn tên ngành. Một nhà máy hóa chất có thể có một dòng-nước phù hợp vớimáy đo lưu lượng điện từvà một dòng dung môi khác thì không.Tổng quan về lưu lượng kế điện từ của Endress+Hausercũng mô tả công nghệ này phù hợp với các chất lỏng dẫn điện như nước, axit, kiềm và bùn. Do đó, câu hỏi lựa chọn thực tế không chỉ đơn giản là ngành nào sử dụng đồng hồ đo từ mà là liệu chất lỏng và hệ thống lắp đặt có đáp ứng nguyên tắc đo lường hay không.

Tại sao máy đo lưu lượng từ tính phù hợp với các ứng dụng chất lỏng dẫn điện

Máy đo lưu lượng từ áp dụng định luật cảm ứng điện từ Faraday. Khi chất lỏng dẫn điện di chuyển qua từ trường trong ống đo, các điện cực sẽ phát hiện một điện áp cảm ứng liên quan đến tốc độ dòng chảy. Để có cái nhìn sâu hơn về mối quan hệ giữa cảm biến, bộ truyền phát và chất lỏng xử lý, hãy xem phần nàynguyên lý làm việc của máy đo lưu lượng từ và hướng dẫn lựa chọn.

Thiết kế không có rôto hoặc bộ phận đo chuyển động khác trong lỗ khoan. Điều này rất hữu ích khi chất rắn lơ lửng có thể làm hỏng, gây tắc nghẽn hoặc làm kẹt đồng hồ đo cơ học, trong khi đường dẫn dòng chảy mở gây ra ít tổn thất áp suất vĩnh viễn bổ sung. Những ưu điểm đó giải thích tại sao phép đo điện từ lại phổ biến trong-dịch vụ nước bẩn và bùn, nhưng vẫn cần phải kiểm tra độ dẫn điện, độ mòn của lớp lót, hoạt động của điện cực, nối đất, vận tốc và làm đầy đường ống.

Máy đo lưu lượng từ tính ở đâu hữu ích nhất

Nước và Nước thải

Nước thô, nước đã qua xử lý, nước thải, nước thải và nhiều dòng bùn là những ứng cử viên sáng giá vì chúng thường dẫn điện và có thể chứa chất rắn lơ lửng. Máy đo từ trường có thể đo chúng mà không cần đặt tuabin hoặc cánh khuấy trên đường dẫn dòng chảy. Nếu một số công nghệ vẫn đang được xem xét, điều nàyhướng dẫn lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng nướcgiải thích nơi phù hợp từ tính, siêu âm, tuabin, xoáy và các máy đo khác.

Lựa chọn nước thải phải vượt quá đường kính ống. Kiểm tra lưu lượng tối thiểu và tối đa, tải chất rắn, độ mài mòn, hàm lượng hóa chất, vật liệu đường ống, nối đất và xem đường ống có còn đầy hay không. FlowT cũng liệt kê một chuyên dụngđồng hồ đo lưu lượng điện từ cho các ứng dụng nước thảicho các dự án chuyển từ nghiên cứu ứng dụng sang đánh giá sản phẩm.

Xử lý hóa chất

Axit dẫn điện, chất kiềm, dung dịch gốc nước và dòng định lượng hóa chất có thể phù hợp với phép đo điện từ nhưng khả năng tương thích của vật liệu trở thành quyết định thiết kế cơ bản. Chất lỏng xử lý tiếp xúc với lớp lót và điện cực, do đó, tên hóa học thôi là không đủ để chỉ định chúng.

Nồng độ, nhiệt độ vận hành, chất gây ô nhiễm, hóa chất tẩy rửa và chất rắn mài mòn đều có thể thay đổi sự kết hợp vật liệu được chấp nhận. PTFE, cao su, polyurethane, hợp kim không gỉ, hợp kim gốc niken, tantalum và các vật liệu khác giải quyết các vấn đề khác nhau. Hãy coi các bảng điện cực hoặc lớp lót chung làm công cụ sàng lọc và xác nhận giới hạn vật liệu-được làm ướt cuối cùng dựa trên tài liệu của máy đo thực tế.

Bùn, khai thác mỏ và bột giấy

Bùn dẫn điện thường được trình bày như một ứng dụng đo lưu lượng từ tính lý tưởng vì không có rôto cơ học để chặn. Trong thực tế, câu hỏi khó hơn là liệu cảm biến có duy trì ổn định và bền bỉ trong loại bùn cụ thể đó hay không. Các hạt mài mòn có thể làm mòn lớp lót, cặn lắng có thể ảnh hưởng đến phần đo, không khí cuốn vào có thể làm nhiễu tín hiệu và chất rắn tương tác với các điện cực có thể làm tăng nhiễu của phép đo.

của Yokogawalưu ý ứng dụng bùn nhômmô tả phép đo bùn là một trong những ứng dụng-dòng từ tính khó khăn hơn vì tiếng ồn của máy dò và các điều kiện ăn mòn có thể xảy ra cùng nhau. Đối với dịch vụ xử lý bùn, hãy xác định nồng độ chất rắn, đặc tính hạt, vận tốc, xu hướng phủ, hóa học và phương pháp làm sạch trước khi chọn máy đo.

Quy trình thực phẩm, đồ uống và dược phẩm

Đồng hồ đo từ có thể hoạt động tốt trên đồ uống dẫn điện, chất lỏng sữa, nguyên liệu gốc nước, chất lỏng tẩy rửa, chất đệm và các chất lỏng xử lý thích hợp khác. Dịch vụ vệ sinh bổ sung các yêu cầu ngoài việc đo lưu lượng cơ bản, bao gồm kết nối quy trình, vật liệu ướt, khả năng làm sạch, tình trạng bề mặt, nhiệt độ làm sạch, tài liệu và mọi phê duyệt vệ sinh mà dự án yêu cầu.

Độ dẫn điện vẫn là cổng kỹ thuật đầu tiên. Chất lỏng không trở nên phù hợp chỉ vì nó được xử lý trong cơ sở thực phẩm hoặc dược phẩm. Chất lỏng có độ dẫn điện-rất thấp có thể cần một công nghệ dòng chảy khác hoặc máy đo từ tính được thiết kế riêng cho phạm vi độ dẫn điện đó.

Hệ thống nước làm mát, điện, HVAC và tiện ích

Nước làm mát, nước tuần hoàn và các đường dẫn nước-dẫn điện khác là những ứng dụng đo lưu lượng từ tính phổ biến, đặc biệt là ở những nơi có giá trị tổn thất áp suất gia tăng thấp. Lựa chọn có thể thay đổi khi không thể cắt đường ống hiện tại hoặc không thể ngừng sản xuất. Trong hoàn cảnh đó, mộtkẹp-trên máy đo lưu lượng siêu âmcó thể mang lại cách lắp đặt thực tế hơn ngay cả khi phép đo điện từ hoạt động tốt về mặt kỹ thuật.

Do đó, các dự án trang bị thêm nên so sánh sự phù hợp của quy trình với công việc lắp đặt và thời gian ngừng hoạt động. FlowT'sso sánh đồng hồ đo lưu lượng siêu âm và điện từcung cấp sự so sánh công nghệ rộng hơn, đồng thời hướng dẫn vềkẹp-máy đo siêu âm và máy đo từ tính chèntập trung vào các đường ống lớn và hệ thống lắp đặt hiện có.

Khi đồng hồ đo lưu lượng từ tính là sự lựa chọn sai lầm

• Chất lỏng không đủ dẫn điện.Dầu, nhiều hydrocacbon, khí và hơi nước nằm ngoài nguyên tắc đo điện từ thông thường. Nước rất tinh khiết cũng cần phải kiểm tra-mô hình cụ thể.
• Đường ống thường xuyên được lấp đầy một phần.Máy đo từ trường đầy đủ{0}}thông thường yêu cầu một ống đo đầy đủ. Không khí xung quanh các điện cực hoặc mặt cắt ngang của chất lỏng-không ổn định có thể khiến kết quả đọc không đáng tin cậy.
• Ứng dụng này yêu cầu dòng chảy trực tiếp.Nếu khối lượng, mật độ hoặc hiệu suất trộn chặt là yêu cầu thực tế, hãy xem lạiNguyên lý đo lưu lượng Coriolistrước khi chỉ định một dụng cụ đo thể tích.
• Yêu cầu chính là cài đặt không-xâm lấn.Công nghệ siêu âm kẹp{0}}có thể đo từ bên ngoài đường ống khi quá trình tiếp xúc hoặc cắt đường ống là không thể chấp nhận được.

Không nên áp dụng một ngưỡng độ dẫn điện cho mọi máy đo từ tính. Thiết kế sản phẩm có sự khác biệt. FlowT'sMáy đo từ tính chèn DF400, ví dụ: chỉ định môi trường dẫn điện trên 5 μS/cm, trong khiTài liệu về lưu lượng kế từ tính của Yokogawacho thấy khả năng dẫn điện thay đổi tùy theo dòng sản phẩm. Bảng dữ liệu cho mô hình thực tế sẽ quyết định xem ứng dụng có được chấp nhận hay không.

Cách chọn đồng hồ đo lưu lượng từ tính từng bước

1. Xác nhận chất lỏng.Ghi lại thành phần, độ dẫn điện, hàm lượng chất rắn, xu hướng phủ và liệu các đặc tính đó có thay đổi giữa các lô hoặc điều kiện vận hành hay không.
2. Xác định phạm vi dòng chảy thực tế.Sử dụng lưu lượng tối thiểu, bình thường và tối đa thay vì chỉ chọn từ kích thước ống danh định. cácHướng dẫn lựa chọn và định cỡ đo lưu lượnggiải thích tại sao vận tốc và phạm vi hoạt động lại quan trọng khi định cỡ đồng hồ.
3. Phù hợp với các vật liệu ướt.Đánh giá khả năng tương thích của lớp lót và điện cực với các điều kiện hóa học, nồng độ, nhiệt độ, mài mòn và làm sạch.
4. Kiểm tra giới hạn nhiệt độ và áp suất.Kiểm tra việc lắp ráp đồng hồ hoàn chỉnh. Lớp lót, vòng đệm, kết nối và các thành phần khác có thể có các giới hạn khác với thân kim loại.
5. Xem lại cài đặt.Xác nhận-điều kiện đường ống đầy đủ, khả năng chạy thẳng-, máy bơm và van gần đó, vật liệu đường ống, nối đất, độ rung và các vị trí mà không khí hoặc chất rắn có thể tích tụ.
6. Xác định giao diện nhà máy.Chỉ định các yêu cầu về nguồn điện, màn hình, 4–20 mA, xung, HART, Modbus, bộ phát từ xa, bảo vệ vỏ và bất kỳ-khu vực nguy hiểm hoặc yêu cầu vệ sinh nào.

Các yêu cầu nối đất và chạy thẳng- phải có trong hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất đã chọn. Ví dụ,Bảng dữ liệu sản phẩm Rosemount 8700 Serieskhuyến nghị năm đường kính ống ở thượng nguồn và hai đường kính ở hạ lưu để có hiệu suất đã nêu và yêu cầu đường nối đất đáng tin cậy giữa cảm biến và chất lỏng xử lý. Hãy coi những số liệu đó là hướng dẫn-dòng sản phẩm thay vì là quy tắc chung cho mọi đồng hồ đo lưu lượng từ.

Ví dụ lựa chọn máy đo lưu lượng từ tính đơn giản

Hãy xem xét một dòng nước thải giả định có đường ống đầy đủ, chất rắn lơ lửng, nhiệt độ xử lý vừa phải, lưu lượng tối thiểu và tối đa đã biết và yêu cầu cho cả đầu ra 4–20 mA và Modbus. Nước thải dẫn điện làm cho phép đo điện từ trở thành một ứng cử viên hợp lý, nhưng điều đó vẫn chưa xác định được mô hình.

Các lần kiểm tra tiếp theo sẽ tạo ra đặc tả thực tế. Xác nhận rằng lưu lượng dự kiến ​​giữ cho đồng hồ nằm trong phạm vi vận tốc khuyến nghị. Chọn lớp lót dựa trên cả độ mài mòn và tính chất hóa học. Xác minh khả năng tương thích điện cực. Kiểm tra xem đường ống hiện có có bố trí nối đất theo yêu cầu của cảm biến hay không, đồng thời xem xét các khuỷu, máy bơm, van điều khiển và các túi khí có thể có gần điểm lắp đặt đề xuất. Chỉ khi đó kích thước đồng hồ danh nghĩa, cách bố trí máy phát và cấu hình đầu ra mới được hoàn thiện.

Trình tự này ngăn ngừa một lỗi mua sắm phổ biến: chọn từ tên chất lỏng hoặc kích thước ống trước khi xác định quy trình. Khi vẫn có thể thực hiện được một số nguyên tắc đo lường, tổng quan vềcác loại đồng hồ đo lưu lượng công nghiệp và các yếu tố lựa chọncung cấp một so sánh hữu ích đầu tiên.

Sự cố lắp đặt có thể giống như sự cố về đồng hồ đo

Cảm biến có kích thước chính xác vẫn có thể tạo ra kết quả đọc không ổn định hoặc sai lệch khi cài đặt sai. Bốn điều kiện đáng được quan tâm đặc biệt.

• Không khí ở các điện cực:tránh những vị trí có thể tích tụ khí và ngăn chất lỏng tiếp xúc liên tục với các điện cực đo.
• Tiếp đất kém:phép đo điện từ yêu cầu tham chiếu điện ổn định cho chất lỏng xử lý. Đường ống có lót hoặc không{1}}dẫn điện có thể cần bố trí nối đất-được nhà sản xuất phê duyệt.
• Dòng chảy bị xáo trộn:khuỷu tay, van điều khiển, bộ giảm tốc và máy bơm có thể thay đổi cấu hình vận tốc. Hãy làm theo hướng dẫn cài đặt cụ thể thay vì áp dụng một-quy tắc chạy thẳng cho mọi thiết kế.
• Bùn lắng hoặc lớp phủ:vận tốc thấp và thời gian ngừng hoạt động lâu có thể cho phép chất rắn lắng xuống, trong khi một số chất lỏng có thể phủ lên các điện cực hoặc lớp lót.

Sau khi lắp đặt, độ tin cậy phải đến từ hồ sơ xác minh và hiệu chuẩn hơn là giả định. Hướng dẫn của FlowT vềcách hiệu chuẩn đồng hồ đo lưu lượnggiải thích sự khác biệt thực tế giữa xác minh, hiệu chuẩn và điều chỉnh.

Cần chuẩn bị gì trước khi yêu cầu báo giá

RFQ hữu ích phải bao gồm tên và thành phần chất lỏng, độ dẫn điện nếu biết, kích thước và vật liệu ống, lưu lượng tối thiểu, bình thường và tối đa, nhiệt độ, áp suất, hàm lượng chất rắn, kết nối quy trình, hướng lắp đặt, chạy thẳng có sẵn, đầu ra yêu cầu, nguồn điện, yêu cầu về vỏ bọc và mọi phê duyệt về khu vực vệ sinh hoặc nguy hiểm-. Nếu một tham số không xác định, hãy đánh dấu nó là không xác định thay vì đoán.

Những chi tiết này cho phép nhà cung cấp xác định liệu phép đo điện từ có phù hợp hay không trước khi thảo luận về số kiểu máy. Chúng cũng giúp dễ dàng nhận biết khi nào thì siêu âm, Coriolis, tuabin hoặc công nghệ đo lường khác sẽ mang lại sự phù hợp kỹ thuật tốt hơn.

Chọn Nguyên Tắc Đo Trước Số Model

Các ứng dụng của đồng hồ đo lưu lượng từ rất rộng nhưng chúng đều bắt đầu với cùng một cổng kỹ thuật: chất lỏng phải phù hợp với phép đo điện từ và việc lắp đặt phải hỗ trợ tín hiệu ổn định. Nước, nước thải, hóa chất dẫn điện và nhiều chất bùn là những ứng cử viên sáng giá. Chất lỏng, khí, hơi nước, đường ống chứa đầy một phần và các ứng dụng yêu cầu dòng khối trực tiếp không dẫn điện sẽ cần được xem xét lại các công nghệ khác.

Đối với dự án mới, trước tiên hãy xác định chất lỏng, độ dẫn điện, phạm vi dòng chảy, đường ống, nhiệt độ, áp suất, chất rắn, điều kiện lắp đặt và đầu ra cần thiết. Sau đó so sánh các điều kiện đó với bảng dữ liệu đồng hồ thực tế. Trình tự đó tạo ra thông số kỹ thuật đáng tin cậy hơn so với việc chọn đồng hồ đo lưu lượng từ tính chỉ dựa trên tên ngành hoặc kích thước ống.