כיצד חיישן זרימה מגנטית מעכבת נוזלים בהגדרות תעשייתיות כבדות

מבוא לחיישנים של זרימה מגנטית בתעשייה כבדה

חיישני זרימה מגנטיים, הנקראים גם ממטר זרימה אלקטרומגנטית, הם בין הכלים האמינו ביותר למדידת זרימת הנוזלים המוליכים בסביבות תעשייתיות תובעניות.תעשיות כבדות כגון טיפול במים, עיבוד כימי, כרייה, ייצור חשמל, ונייר מסתמכים על מכשירים אלה כדי לספק קריאה מדויקת, חוזרת בתנאי חירום שבהם טכנולוגיות מדידה אחרות נכשלות לעתים קרובות.

מאמר זה מרחיב את ההסבר המקורי של חיישני זרימה מגנטיים על ידי חקר פרטים טכניים עמוקים יותר, שיקולים ספציפיים יישומים, שיטות ההתקנה הטוב ביותר, והשוואה עם שיטות מדידה חלופית של זרימה.המטרה היא לספק מהנדסים ומפעילי צמח עם הבנה מקיפה של איך לבחור, להתקין, ולשמור על חיישני זרימה מגנטית עבור נוזלי התנהגות במסגרות תעשייתיות כבדות.

עקרון תפעול: חוק החדירה האלקטרונית של פאראדיי

חיישני זרימה מגנטיים פועלים על פי חוק פאראדיי, הקובע כי מתח מושרה במוליכים כאשר הוא עובר דרך שדה מגנטי.במקרה של מטר זרימה מגנטי, נוזל המוליכים פועל כמנצח נעים. שני סלילים רכובים על החיצוני של הממטר יוצרים שדה מגנטי על פני השטח זורם.כפי שזורם דרך שדה זה, שני אלקטרודות מוטבעות בשחית זיהוי, אשר הוא זרם ישר על פני השטח של הצינור.

(ב) ויקרא י"ד): "ה' (ב')" (ב') ויקרא י"ד) ,"ב) ויקרא (ב') , ויקרא י"ד) , ויקרא י"ד: "וַיְהִיאֶת הָאָרֶץ אֱלֹהִים נָתִיתִיתִיתִיאֶתִיתִית הָאָרֶץ" (ב"ד) ו-ד')

AC לעומת DC Exציטוט

חיישני זרימה מגנטיים מודרניים משתמשים ביציבות הנוכחית (DC) הדופקת במקום שינוי מסורתי הנוכחי (AC) DC הדופקד מטר מציעים יציבות אפס נקודות טובה יותר, צריכת חשמל נמוכה יותר, וחסינות לריאציות בתחום המגנטי שנגרם על ידי שינויים טמפרטורה או תנודות מתח קו.זה הופך אותם מתאימים במיוחד עבור מתקנים ממוזגים או מרוחקים בסביבות תעשייתיות כבדות.

גורמי מפתח המשפיעים על יציבות

כמה פרמטרים משפיעים על דיוק המדידה:

(FLT:0) יציבות אובייקטיבית: שינויים דרמטיים בהתנהגויות נוזליות אינם משפיעים על קריאת המתח מכיוון שהמתח המושרה תלוי רק במהירות, לא על גודל ההתנהגות (כל עוד סף המינימום הוא מתכנס).
פרופיל נמוך:0 (FLT:1) A מפותח במלואו, סימטרי זרימת פרופיל הוא אידיאלי. ישר צינור רץ של לפחות חמישה קוטרים במעלה הזרם ושני קוטרים במורד הזרם מומלץ למזער הפרעות מרפקים, שסתום, או משאבות.
(FLT:0) ,Electrode Disfing: 1FLT: 1 Deposits on the אלקטרודות יכול להפחית את עוצמת האות.

תכונות עיצוב עבור נוזלי התנהגותיים בסביבה Harsh

יישומים תעשייתיים כבדים לעתים קרובות כרוכים בכימיקלים אגרסיביים, בטמפרטורות גבוהות, בזחלות חודרות, או במערכות מדכאות גבוהות.חיישנים של זרימה מגנטית מונדסים לעמוד בתנאים אלה באמצעות בחירה חומרית זהירה ובניה חזקה.

חומרים Liner

הציפוי הפנימי של צינור זרימה מגן על מד מפני קורוזיה ומוחש.חומרי כלי כללי נפוצים כוללים:

(ב) [ה]ההתנגדות הכימית הגדולה של ה-FLT:0 [Teflon]: [ה] ההתנגדות הכימית המעולה נגד חומצות חזקות ובסיסים; מתאימה ל-180 מעלות צלזיוס (356 °F).
(ב) ויקרא:א): "ה', ב': ויקרא י': "ה', ויקרא י', ו'ה', ויקרא י"ד, ו'
(ב) ⁇ (ב"ה) ⁇ : "ההתנגדות הכימית הטובה" (ה) ועוצמת מכנית גבוהה יותר מאשר PTFE.
(ב) [17] ,0) ,Neoprene/Hard גומי: קיד 1 (הכלכלה של מים ושפכים; תאימות כימית מוגבלת.
(ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ 1 דומה ל-PTFE אך עם תכונות מכניות טובות יותר; לעתים קרובות בשימוש במקום בו קיים שירות ריק.

חומרים אלקטרודה

אלקטרודות נחשפים ישירות לנוזל.הבחירה תלויה בהרכב הכימי ובהתנהגותו של הנוזל:

(ב) 316L: 316L): מטרת כללית למים, לשפכים ולכימיקלים קלים.
(FLT:0)Hastelloy C-276:FreaLT:1) התנגדות יוצאת דופן חומצה הידרוכלורית, כלורינה וסוכני חמצון.
(ב) ⁇ :0) ⁇ : 1 (ה) כמעט לא ידוע במרבית הסביבות האקורוזיביות למעט חומצה הידרופלואורית ואלקאליס חזקה.
(ב) ⁇ :0 (הופנה מהדף ⁇ :0) ,(בתרגום חופשי: ⁇ ) ,(ב)) השתמשו באמצעי תקשורת אגרסיביים מאוד שבהם מתכות אחרות נכשלות.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כיתות הגנה ותעודות

עבור הגדרות תעשייתיות כבדות, חיישני זרימה מגנטיים זמינים עם:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) [15] אישורי ה-Ed/IEC Ex d or Ex Eleaph 1:1 לאזורים מסוכנים עם גזים או אבק נפץ.
(ב) ⁇ (ב"א) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) אפשרויות לטמפרטורה גבוהה (FLT:103) עם אלקטרוניקה מרחוק כדי למנוע אלקטרוניקה הרחק צינורות חמים (עד 200 מעלות צלזיוס הגבלת ריצוף).

דמויות ביצועים בהגדרות תעשייתיות כבדות

חיישני זרימה מגנטיים מציעים יתרונות ברורים על טכנולוגיות מדידה זרימה מסורתיות כאשר מתמודדים עם נוזלי התנהגות בסביבה קשה.

אחריות עם Enמוגבלים

מכיוון שאין חלקים נעים או מכשולים בנתיב זרימת הדם, ממטר זרימה מגנטי יכול להתמודד עם נוזלים עם מוצקים מושעה, סיבים, או גרפיטי ללא כריתת שטח זה הוא יתרון גדול בכריות כריות, מלאי כפייה, ומים פסולת המכילים rags או פסולת.

אובדן לחץ נמוך

צינור זרימה הוא ישר, חלק עם לא אלמנטים בולטים. וכתוצאה מכך, ירידה בלחץ היא רשלנית - באופן משמעותי זהה דרך אורך שווה של צינור לוח הזמנים.זה מפחית עלויות אנרגיה המשאבה בהשוואה לוחיות או מ"ר טורבינות.

המונחים: biodirectional Flow Measurement

רוב ממטרי זרימת מגנטיים יכולים למדוד זרימה בשני הכיוונים עם דיוק שווה על ידי ניתוק הסימן של המתח המושרה.זה שימושי במערכות של משאבה או רשתות הפצה מים שבו זרמי זרימה יכול להתרחש.

טמפרטורה ומגבלות לחץ

מטר סטנדרטי פועל מ -20 מעלות C עד +130 ° C ועד 40 בר (580 psi) על משטחים סטנדרטיים. עבור צרכים תעשייתיים כבדים, עיצובים מיוחדים המשתרעים ל-200 מעלות צלזיוס ו -100 בר (1450 psi) עם flanges המתאים וציפויים.

השוואה עם Flow Technologies

מהנדסים לעתים קרובות צריכים להצדיק את בחירת חיישני זרימה מגנטיים על פני חלופות.השולחן מתחת לסכמת הבדלים מרכזיים.

(FLT:0) לחץ (DP) Flow Metersib:FLT:1 מטר מגנטי אין חלקים נעים, אין לחץ על תקע, והפך רחב הרבה יותר (100:1 לעומת 4:1) עם זאת, מ"ד יכול להתמודד עם נוזלים שאינם מוליכים (נפט, גזים) וחיל גבוה.
(FLT:0) Ultrasonic Flow Meters:FreaLT:1 ; ⁇ non-invasive clamp-on או קולי מציע מדידה זמנית אבל הם פחות מדויקים (בדרך כלל ±2-5% לעומת ±0.2-0.5% עבור ממטר מגנטי) רגישים לתנאי קיר צינורות גז מאומנים.
(FLT:0)Vortex Shedding Flow Meters:03FLT) 1 מטר וורטקס עובד עם גזים ונוזלים אבל דורש נוזלים נקיים (החזקות הנמוכות) ויש להם תפנית נמוכה יותר (בדרך כלל 20:1).
(FLT:0) קוויריליס Flow Meters:FLT:1 Coriolis מטר לספק זרימה המונית ודחיסות מדידה אבל הם יקרים יותר, רגישים יותר לטטציה, ויש להם ירידה בלחץ גבוה יותר בגודלים דומים של צינורות מגנטיים הם מעדיפים נוזלים מוליכים שבו רק זרימת נפח נדרש.
(FLT:0) Turbine Flow Meters:FLT:1 מטר Turbine יש חלקים נעים כי ללבוש נוזל מלוכלך או קורוזי.

לשם השוואה טכנית, האגודה הבינלאומית לאוטומציה (ISA)FLT:1 מספקת סטנדרטים ושיטות מומלץ עבור בחירת מדידה.

התקנת הפרקטיקה הטובה ביותר לסביבה תעשייתית כבדה

התקנה נכונה היא קריטית להשגת הדיוק והארוכות הקבועים מ חיישן זרימה מגנטי.

צנרת ישר

כדי להבטיח פרופיל זרימה יציב, להתקין את מטר עם לפחות 5 קוטרים של צינור זרם ישר 2 קוטרים במורד הזרם.אם החלל הוא חזק, תנאי זרימה יכולים להפחית את הדרישות האלה, אבל הם מגבירים את הירידה בלחץ ותחזוקה.

אוריינטציה

הר המטר כך שהאלקטרודות על מטוס אופקי (3 ו-9 עמדות) כדי למנוע הצטברות של בועות אוויר או מוצקות להתיישב על אלקטרודות.בצנרת אנכית, זרימה למעלה היא אידיאלית כי היא שומרת על הצינור המלא.

המונחים: Grounding

ממטר זרימה מגנטי דורש חשמל מתאים לנוזל התהליך.טבעת הקרקע או אלקטרודות מעומק משמש מטרים קוהור כדי לספק פוטנציאל התייחסות. Faulty ריצוף מוביל קריאה לאזהה או נזק מטר.

דחיסה חשמלית

שמור כבלי אות הרחק מכבלי חשמל בעלי מתח גבוה ודחפים בתדר משתנה (VFDs) השתמש מגן כבלים מעוותים והמשך הנחיות היצרן.

מסטיק SING

מעל מטר זרימה מגנטי יכול לגרום מהירות זרימה נמוכה (נמוך 0.3 מ ' /s), המוביל לאי יציבות דיוק גרוע.תחת הגדלת ירידה בלחץ וסיכון של שחיקה.מהירות התפעול האידיאלי עבור נוזל מוליכים הוא בין 1 ל 5 מ ' / s עבור נוזלים, ו 2 עד 4 m / עבור מזחלות.

יישומים בתעשיות כבדות

מים וטיפול במים

צמחים עירוניים ותעשייתיים משתמשים ממטר זרימה מגנטית לצריכת מים גולמית, דום כימי (כלור, coagulants), טיפול מתפתל, ושחרור יעיל שלהם.

עיבוד כימי

בצמחים כימיים, חיישני זרימה מגנטיים מודדים חומצות, אלקליס, ו פותרים. ליננים כמו PTFE ואלקטרודות עשויים של Hastelloy או טנטלום מתנגדים אפילו לכימיקלים האגרסיביים ביותר.חלק מהמטרים מתואמים עם PFA לטיפול כימי אולטרה סגול בצמחים למחצה.

מינרלים ומינרלים

(ה) מדידה של סליורי במשלוחי כריה עבור נחושת, זהב, ברזל אוה פחם מסתמכים על חייזרי זרימה מגנטיים עם קווי חשמל של פוליאורתטן ואלקטרודות קרביד.המטרים האלה עומדים בריכוזים גבוהים של מוצקים פנימיים. A case study from FLT:0KROHNEFLT:1 פרטים כיצד זרם מגנטי ארוך טווח בין שבועות לקווי נחושת.

דולפינים ונייר

שחור אלכוהול, ירוק אלכוהול, ו pulp מלאי הם מאתגר למדוד בשל מוצקות גבוהות ותוכן סיבים. מגנטי זרימה מטר עם ציפויות מתוכננות במיוחד וקוטר אלקטרודה גדול להתמודד עם נוזלים אלה באופן אמין.

מזון ו Beverage

למרות שלא "כבד" באותו מובן, מתקני מזון דורשים התאמה סניטרית וכושר עמידה נקי (CIP) תאימות מגנטית עם חיבורים תלת-מלוטיים וציפויים שאושרו על ידי ה- FDA (למשל, PFA) משמשים למיץ פירות, מוצרי חלב ובירה.

בעיות נפוצות

למרות העוצמה שלהם, חיישני זרימה מגנטיים יכולים לחוות בעיות בשירות כבד.מודעות למצבים של כשל טיפוסי מסייע להפחית את זמן הנפילה.

(ב) אם הצינור אינו מלא, הממטר יקרא אפס (עם מעגלי זיהוי צינורות ריקים) או ייתן ערכים לא נכונים.
(FLT:0) ציפוי אלקטרוניקה: 1FLT:1 פקדות לא מוליכים (grease, שמן, קנה מידה) יכול לבודד את אלקטרודות. השתמש אלקטרודות עם ניקוי עצמי או לוח זמנים של שטף כימי.
(ב) [15] שגיאות הלולאה: ⁇ 1:1 מבדילים בפוטנציאל הקרקעי בין מטר ונוזל זורם גורם שגיאות. התקנת טבעות קרקעיות מתאימות להתייעץ עם התרבמה המקרקעת במדריך.
(ב) בועות מגאס: 1FLT (אוויר או גז מאומנים) מוריד את מוליכות האפקטיבית וגורם לתנודות. להתקין את הממטר שבו גז לא יכול לצבור (למשל, להימנע מנקודות גבוהות בצנרת אופקית).
(FLT:0 Magnetic fieldהתערבות:FLT:1Build) שדות מגנטיים חזקים של מנועים גדולים או ציוד השקוע יכול לעוות את השדה של מטר עם מגן מגנטי או להגדיל מרחק.

מגמות עתידיות ואינטגרציה דיגיטלית

טכנולוגיית חיישן זרימה מגנטית ממשיכה להתפתח לצד אוטומציה תעשייתית.מונים מודרניים מצוידים בפרוטוקולים של תקשורת דיגיטלית כגון HART, Profibus PA/DP, Modbus, Foundation Fieldbus ו- Ethernet/IP. זה מאפשר שילוב במערכות בקרה מבוזרות (DCS) ופלטפורמות ניהול נכסים.

אבחון מתקדם כולל כעת:

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ,0) , אזהרות של קונסולת 1 (Falve) עבור ציפוי של בניית או אלקטרודה ללבוש.
ניתוח רעש נמוך: 0 (FLT:1 Helps) לזהות מוצקות או גז מחוסנים לפני שהם הופכים לבעיות.
(FLT:0Battery-powered ואפשרויות אלחוטיות: ibph:1 אידיאלי עבור ניטור מרחוק או צינורות ניטור.

המגמה לתעשיית 4.0 פירושה שחיישנים של זרימה מגנטית הופכים לבלוטות חכמות המספקות נתוני תחזוקה חיזויים.סקירה מפורטת של מגמות מדידה של זרימה דיגיטלית זמינה מ-FLT:0Endress+HauserveFLT:1.

מסקנה

חיישני זרימה מגנטיים נשארים סטנדרטיים בתעשייה למדידת זרימת הנוזלים המוליכים בהגדרות תעשייתיות כבדות.עקרון הלא-מגע שלהם, חוסר העברת חלקים, חומרים עמידים על קורוזיה, ויכולת לשמור על דיוק בתנאים קיצוניים להפוך אותם הכרחיים למים ושפכים, עיבוד כימי, כרייה, כפייה ונייר, ותחומים רבים אחרים.

לקריאה נוספת על תורת זרימת אלקטרומגנטית, מתייחס ל-FLT:0 (Emerson Micro MotionFillo:1), או להתייעץ עם החלקים הרלוונטיים של ה-FLT:2 ISO 20456:2017IRFLT 3 סטנדרטי עבור מטר זרימה אלקטרומגנטי.