Λειτουργίες και εφαρμογές του Ηλεκτρομαγνητικού Ροόμετρου Solidat

​

​Περίληψη​
Το ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο MagFlow βασίζεται στον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday. Τα δύο ηλεκτρομαγνητικά πηνία στα άκρα του δημιουργούν ένα σταθερό ή εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Όταν τα αγώγιμα μέσα ρέουν μέσω του ηλεκτρομαγνητικού ροόμετρου, μπορεί να ανιχνευθεί μια επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF) μεταξύ του αριστερού και του δεξιού ηλεκτροδίου στο εσωτερικό τοίχωμα του σωλήνα του ροόμετρου. Το μέγεθος αυτού του επαγόμενου EMF είναι ανάλογο με την ταχύτητα ροής των αγώγιμων μέσων, την πυκνότητα της μαγνητικής ροής του μαγνητικού πεδίου και το πλάτος του αγωγού (την εσωτερική διάμετρο του σωλήνα μέτρησης του ροόμετρου). Ο ρυθμός ροής μπορεί στη συνέχεια να υπολογιστεί μέσω περαιτέρω υπολογισμών. Αυτό το άρθρο εστιάζει στην απαραίτητη τεχνολογία μέτρησης ροής στις βιομηχανίες επεξεργασίας - το ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο. Αναλύει την αρχή της μέτρησής του, συγκρίνει τα χαρακτηριστικά διαφορετικών δομικών τύπων ηλεκτρομαγνητικών ροομέτρων και υπογραμμίζει τις λύσεις εφαρμογής που παρέχονται από την πλήρη σειρά προϊόντων ηλεκτρομαγνητικών ροομέτρων που κυκλοφόρησε η Solidat υπό διάφορες περίπλοκες συνθήκες εργασίας. Χρησιμεύει ως επαγγελματική αναφορά για την αντιμετώπιση προκλήσεων μέτρησης ροής σε βιομηχανίες όπως η χημική, η επεξεργασία νερού, τα τρόφιμα και τα φαρμακευτικά προϊόντα.

 

​Λέξεις-κλειδιά​
Ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο; Ενσωματωμένος Τύπος; Remote Type; Τύπος εισαγωγής; Υγειονομικό/Τύπος σφιγκτήρα; Τύπος υψηλής-πίεσης. Τροφοδοτείται από μπαταρία? Μέτρηση ροής

 

​1. Επισκόπηση​
Στον έλεγχο αυτοματισμού και τη διαχείριση ενέργειας των βιομηχανιών διεργασιών, η ακριβής μέτρηση υγρών είναι ο ακρογωνιαίος λίθος για τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας, τον έλεγχο του κόστους και την ασφαλή παραγωγή. Οι παραδοσιακές μέθοδοι μέτρησης της ροής, όπως οι πλάκες στομίου και οι στρόβιλοι υποφέρουν από προβλήματα όπως η υψηλή-απώλεια πίεσης, η ευαισθησία στη φθορά και οι υψηλές απαιτήσεις συντήρησης, που παρουσιάζουν σημαντικούς περιορισμούς ειδικά κατά τη μέτρηση αγώγιμων υγρών. Με βάση τον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday, τα ηλεκτρομαγνητικά ροόμετρα έχουν γίνει η προτιμώμενη λύση για τη μέτρηση ροής αγώγιμου υγρού λόγω πλεονεκτημάτων όπως η απουσία εμποδίων στο εσωτερικό του σωλήνα μέτρησης, η μηδενική απώλεια πίεσης, η υψηλή ακρίβεια μέτρησης και η καλή σταθερότητα.

Ωστόσο, διαφορετικά σενάρια εφαρμογής θέτουν διαφορετικές προκλήσεις για τα ροόμετρα: εξαιρετικά διαβρωτικά μέσα στη χημική βιομηχανία, μέτρηση σωλήνων μεγάλης-διαμέτρου στην επεξεργασία νερού, αυστηρές απαιτήσεις υγιεινής στις βιομηχανίες τροφίμων και φαρμάκων, έλλειψη πηγών ενέργειας σε δίκτυα σωληνώσεων πεδίου και συνθήκες υψηλής πίεσης στην εξερεύνηση πετρελαίου. Η Solidat, έχοντας βαθιά κατανόηση των αναγκών της αγοράς, κυκλοφόρησε μια πλήρη μήτρα προϊόντων ηλεκτρομαγνητικού ροόμετρου που κυμαίνεται από το SLDF7110 (Integral Type) έως το SLDF7160 (Battery Powered Type). Με ευέλικτη δομική σχεδίαση και εξαιρετική απόδοση, καλύπτει όλες τις ανάγκες μετρήσεων από τη ρουτίνα έως τις ακραίες.

 

​2. Χαρακτηριστικά Διαφορετικών Τεχνολογιών Ηλεκτρομαγνητικών Ροομέτρων​

​2.1 Χαρακτηριστικά Ηλεκτρομαγνητικών Ροομέτρων Ολοκληρωμένου και Απομακρυσμένου Τύπου​

​Ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο ενσωματωμένου τύπου SLDF7110:​​ Ενσωματώνει τον αισθητήρα και τον πομπό σε μια ενιαία μονάδα, με συμπαγή δομή, βολική εγκατάσταση και καλωδίωση και εξοικονόμηση χώρου. Η προεπιλεγμένη βαθμολογία προστασίας είναι IP65, κατάλληλη για συμβατικές συνθήκες εργασίας με μέτρια θερμοκρασία περιβάλλοντος (-10 βαθμοί έως +55 βαθμοί ), ελάχιστους κραδασμούς αγωγού και εύκολη παρατήρηση και λειτουργία. Είναι μια οικονομικά αποδοτική επιλογή για τη μέτρηση καθαρού νερού, λυμάτων, νερού κυκλοφορίας κ.λπ.

​Ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο τύπου τηλεχειρισμού SLDF7120:​​ Features separate installation of the sensor and transmitter, connected via a dedicated cable. This design allows it to cope with harsher environments. When the installation site has high temperature (ambient temperature >55 μοίρες ή υψηλή θερμοκρασία μέσων), ισχυρούς κραδασμούς αγωγού, υψηλή υγρασία ή διαβρωτικά αέρια ή όταν το ροόμετρο είναι εγκατεστημένο σε θέσεις που δεν είναι βολικές για εντοπισμό σφαλμάτων, όπως μεγάλα υψόμετρα ή υπόγεια κοιλώματα, η δομή απομακρυσμένου τύπου επιτρέπει στον πομπό να εγκατασταθεί σε δωμάτιο ελέγχου ή σε ασφαλή τοποθεσία μακριά από το σκληρό περιβάλλον, βελτιώνοντας σημαντικά την αξιοπιστία και τη διάρκεια ζωής του συστήματος. Το τμήμα αισθητήρα του έχει προεπιλεγμένη υψηλή βαθμολογία προστασίας IP68.

​2.2 Χαρακτηριστικά Ηλεκτρομαγνητικών Ροομέτρων Ειδικής Εφαρμογής​

​SLDF7130 Τύπος εισαγωγής Ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο:​​ Ειδικά σχεδιασμένο για αγωγούς-μεγάλης διαμέτρου από DN100 έως DN3000, ειδικά για δίκτυα αγωγών ύδρευσης και αποχέτευσης όπου η παραγωγή δεν μπορεί να σταματήσει. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημά του είναι ότι η εγκατάσταση και η συντήρηση δεν απαιτούν κοπή του αγωγού διεργασίας. «hot swapping» μπορεί να επιτευχθεί με τη διάνοιξη μιας τρύπας στον αγωγό, μειώνοντας σημαντικά το κόστος εγκατάστασης και τον αντίκτυπο στην παραγωγή. Αντιμετωπίζει το σημείο πόνου του υψηλού κόστους που σχετίζεται με τη μέτρηση ροής μεγάλου αγωγού.

​Ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο τύπου υγιεινής/σφιγκτήρα SLDF7140:​​ Σχεδιασμένο για τα αυστηρά πρότυπα υγιεινής των βιομηχανιών τροφίμων, ποτών και φαρμακευτικών προϊόντων. Διαθέτει λείες, χωρίς ραφές επενδύσεις (π.χ. PTFE, PFA) και συνδέσεις τύπου γρήγορης-σφιγκτήρα αποσύνδεσης-για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν υπολείμματα και να καθαρίζεται εύκολα, προσαρμόζοντας πλήρως τις διαδικασίες CIP (Καθαρισμός-στον-Τόπο) και SIP (Ατμός-στην διαδικασία{8}). Η δομή του διασφαλίζει την ασφάλεια του προϊόντος και αποφεύγει τους κινδύνους μόλυνσης.

​SLDF7150 Υψηλή-Ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο τύπου υψηλής πίεσης:​​ Κατασκευασμένο για τη μέτρηση υγρών-στερεών διφασικών μέσων-όπως η έγχυση νερού υψηλής-πίεσης, η λάσπη και ο πολτός σε συστήματα πετρελαίου, γεωλογικών και κοιτασμάτων πετρελαίου. Χρησιμοποιώντας ειδική τεχνολογία επένδυσης και στιβαρή δομή αισθητήρα, μπορεί να αντέξει ακραίες πιέσεις έως και 42 MPa, διατηρώντας τη σταθερότητα και την αξιοπιστία της μέτρησης κάτω από ισχυρές κρούσεις και σκληρές συνθήκες.

​Ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο SLDF7160 με μπαταρία:​​ Χρησιμοποιεί καινοτόμα μια εσωτερική μπαταρία για τροφοδοσία ρεύματος, επιλύοντας πλήρως τις προκλήσεις μέτρησης σε σενάρια πεδίου, όπως αστικά δίκτυα ύδρευσης και γεωργική άρδευση, όπου η κάλυψη του δικτύου απουσιάζει ή η παροχή ρεύματος είναι δύσκολη. Σε συνδυασμό με τη σχεδίαση εξαιρετικά{1}}χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, επιτρέπει τη μακροπρόθεσμη-λειτουργία χωρίς επίβλεψη, παρέχοντας ένα βασικό εργαλείο για την παρακολούθηση δεδομένων και τη διευθέτηση του εμπορίου σε έξυπνα συστήματα νερού.

 

​3. Αρχή των Ηλεκτρομαγνητικών Ροομέτρων​
Η αρχή λειτουργίας του ηλεκτρομαγνητικού ροόμετρου βασίζεται στον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday. Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, τα ηλεκτρομαγνητικά πηνία και στις δύο πλευρές του σωλήνα μέτρησης δημιουργούν ένα σταθερό ή εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο (Β). Όταν αγώγιμο υγρό ρέει μέσω του σωλήνα μέτρησης με ταχύτητα (V), κόβει τις γραμμές μαγνητικής ροής, δημιουργώντας μια επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη (Ε). Αυτό το EMF ανιχνεύεται από δύο ηλεκτρόδια συμμετρικά τοποθετημένα στο τοίχωμα του σωλήνα. Το μέγεθος του επαγόμενου EMF (E) είναι ανάλογο με την πυκνότητα μαγνητικής ροής (B), το πλάτος του αγωγού (δηλαδή, την εσωτερική διάμετρο D του σωλήνα μέτρησης) και την ταχύτητα ροής (V), εκφρασμένη ως E=k * B * D * V. Μετρώντας E, μπορεί να υπολογιστεί ο όγκος ροής με βάση την ταχύτητα ροής V. Δεδομένου ότι η διαδικασία μέτρησης είναι ανεξάρτητη από τη θερμοκρασία, την πίεση, την πυκνότητα και το ιξώδες του ρευστού, εφόσον η αγωγιμότητα του ρευστού υπερβαίνει ένα όριο (συνήθως μεγαλύτερο ή ίσο με 5 μS/cm), μπορεί να επιτευχθεί εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια μέτρησης.

 

​4. Solidat Electromagnetic Flowmeter Εισαγωγή και Εφαρμογές​

​4.1 Βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά​

Τα ηλεκτρομαγνητικά ροόμετρα της σειράς Solidat MagFlow διαθέτουν τα ακόλουθα βασικά τεχνικά πλεονεκτήματα, εξασφαλίζοντας εξαιρετική απόδοση σε διάφορες εφαρμογές:

​Υψηλή Ακρίβεια και Σταθερότητα:​​ Χρησιμοποιώντας τσιπ VLSI υψηλής απόδοσης{{0} και σύγχρονη τεχνολογία επεξεργασίας σήματος, τα σήματα απομονώνονται, φιλτράρονται, ενισχύονται και υποβάλλονται σε ψηφιακή επεξεργασία. Το βασικό σφάλμα μπορεί να φτάσει το ±0,5% ή ακόμα και το ±0,2%.

​Ισχυρές Λειτουργίες Επικοινωνίας:​​ Ολοκληρωμένη υποστήριξη για διάφορα βιομηχανικά πρωτόκολλα επικοινωνίας όπως HART, Modbus, Profibus PA και Foundation Fieldbus, επιτρέποντας την εύκολη ενσωμάτωση σε συστήματα ελέγχου.

​Υψηλή προσαρμοστικότητα:​ Προσφέρει μια ποικιλία υλικών ηλεκτροδίων (π.χ. 316L, Hastelloy, Τιτάνιο, Τάνταλο) και υλικών επένδυσης (π.χ. Καουτσούκ, PTFE, PFA) για προσαρμογή σε διαφορετικές απαιτήσεις διάβρωσης, τριβής και θερμοκρασίας.

​4.2 Τυπικές περιπτώσεις εφαρμογής βιομηχανίας​

​Περίπτωση Πρώτη: Παρακολούθηση Συστήματος Κυκλοφορούντος Νερού Βιομηχανίας Ενέργειας​

​Σενάριο εφαρμογής:​​ Σύστημα κυκλοφορίας νερού ψύξης στο Huadian Suzhou Wangting Project.

​Τεχνικά Χαρακτηριστικά:​ Χρησιμοποιημένο ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο ολοκληρωμένου τύπου SLDF7110, μέτρησης διαμέτρου σωλήνα DN200.

​Αποτελέσματα:​ Μείωσε σημαντικά το κόστος εγκατάστασης και παρείχε ακριβή υποστήριξη δεδομένων για τον έλεγχο διαρροών.

​Περίπτωση δεύτερη: Μέτρηση διαβρωτικών μέσων χημικής βιομηχανίας​

​Σενάριο εφαρμογής:​​ Σωλήνας μεταφοράς θειικού οξέος σε χημικό εργοστάσιο.

​Τεχνικά Χαρακτηριστικά:​ Επιλεγμένη δομή Remote Type SLDF7120, εξοπλισμένη με ηλεκτρόδια τανταλίου και επένδυση PTFE.

​Αποτελέσματα:​ Επιτεύχθηκε μακροπρόθεσμη-σταθερή μέτρηση κάτω από ισχυρά διαβρωτικά μέσα, μειώνοντας το ετήσιο κόστος συντήρησης κατά 40%.

​Τρίτη περίπτωση: Παρακολούθηση Δημοτικού Δικτύου Αγωγού Ύδρευσης​

​Σενάριο εφαρμογής:​Αστικό κεντρικό δίκτυο αγωγών ύδρευσης.

​Τεχνικά Χαρακτηριστικά:​ Χρησιμοποιημένο ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο τύπου εισαγωγής SLDF7130, που υποστηρίζει την εγκατάσταση χωρίς διακοπή παραγωγής.

​Αποτελέσματα:​ Μείωσε σημαντικά το κόστος εγκατάστασης και παρείχε ακριβή υποστήριξη δεδομένων για τον έλεγχο διαρροών.

 

​5. Συμπέρασμα​
Μέσω της ολοκληρωμένης σειράς προϊόντων, του καινοτόμου δομικού σχεδιασμού και της στιβαρής, ανθεκτικής απόδοσης, τα ηλεκτρομαγνητικά ροόμετρα Solidat αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά διάφορες προκλήσεις μέτρησης στις βιομηχανίες επεξεργασίας, όπως "διαβρωτικά μέσα, μεγάλες διαμέτρους, απαιτήσεις υγιεινής, υψηλή πίεση, έλλειψη πηγών ενέργειας". Από τη συμβατική επεξεργασία νερού έως τις απαιτητικές χημικές μετρήσεις, από τις γραμμές παραγωγής καθαρών τροφίμων έως τα δίκτυα αγωγών πεδίου, η Solidat παρέχει ακριβείς, αξιόπιστες και οικονομικές λύσεις. Οι εξαιρετικές τους δυνατότητες επικοινωνίας παρέχουν περαιτέρω μια σταθερή βάση δεδομένων για την κατασκευή Industry 4.0 και έξυπνων εργοστασίων. Καθώς οι βιομηχανίες επεξεργασίας απαιτούν συνεχώς υψηλότερα επίπεδα ακρίβειας μέτρησης και αυτοματισμού, τα ηλεκτρομαγνητικά ροόμετρα Solidat προορίζονται να διαδραματίσουν όλο και πιο σημαντικό ρόλο, καθιστώντας έναν αξιόπιστο συνεργάτη για τους χρήστες.