Debitómetro electromagnético

Os medidores de fluxo eletromagnéticos têm uma história de mais de 50 anos de aplicação e têm sido amplamente utilizados em várias indústrias, tais como água/águas residuais, produtos químicos, farmacêuticos, papel e alimentos. Instrumentos de grande calibre são comumente usados na engenharia de suprimento de água e drenagem. O calibre pequeno e médio é comumente usado em igualdade dupla de líquidos sólidos difícil de medir fluidos ou áreas de demanda alta. O pequeno calibre e o microcalibre são geralmente utilizados em locais com requisitos de higiene, como a indústria farmacêutica, a indústria alimentar e a biotecnologia.
Com a aceleração do processo de industrialização da China, os problemas de poluição ambiental estão a tornar-se cada vez mais graves e o apelo ao desenvolvimento sustentável na sociedade também está a aumentar. O conceito de coexistência harmoniosa entre o homem e a natureza é aceite pelas pessoas, e a governação de vários tipos de poluição torna-se mais urgente. Shaoxing Water Treatment Development Co., Ltd. É uma empresa urbana de tratamento de esgoto abrangente, principalmente engajada na impressão e tingimento de águas residuais industriais. A primeira e a segunda fases dos projectos concluídos atingiram uma capacidade de tratamento de águas residuais de 700000 toneladas por dia. Porque nos processos de tratamento de esgoto é necessário medir e controlar a descarga de esgoto, aditivos, lodo, etc., a medição de vazão é muito importante.
1 princípio de medição
O princípio de funcionamento do medidor de caudal electromagnético baseia-se na lei de indução electromagnética de Faraday. Quando uma haste de metal condutora se desloca a uma determinada velocidade perpendicular à direção da linha do campo magnético, é gerada uma tensão induzida. Se a força do campo magnético for B, o comprimento da haste metálica é L e a velocidade é v, então a tensão induzida gerada é: (Consulte a figura abaixo)
Diagrama do princípio de funcionamento do debitómetro electromagnético
Num medidor de caudal electromagnético, o meio condutor no interior do tubo de medição é equivalente a uma haste de metal condutora no teste Faraday e as duas bobinas electromagnéticas nas extremidades superior e inferior geram um campo magnético constante. Quando um meio condutor passa, é gerada uma tensão induzida. Os dois elétrodos no interior da tubagem medem a tensão induzida gerada. A conduta de medição consegue o isolamento electromagnético do fluido e dos eléctrodos de medição através de revestimentos não condutores (como borracha e teflon).
Partindo do princípio de que a intensidade do campo magnético (B) gerada pela bobina de indução electromagnética é constante, a tensão induzida (UE) gerada é proporcional à velocidade do fluido (v) e que a área transversal da tubagem (A) é conhecida, a taxa de fluxo volumétrico (QV) pode ser calculada utilizando a seguinte fórmula:
O debitómetro electromagnético é constituído por duas partes principais: Um debitómetro e um emissor. O tubo de medição do sensor está equipado com bobinas de excitação acima e abaixo. Depois de passar a corrente de excitação, é gerado um campo magnético que passa através do tubo de medição. Um par de eléctrodos está instalado na parede interior do tubo de medição e entra em contacto com o líquido, levando a força eletromotriz induzida e enviando-a para o transmissor. A corrente de excitação é fornecida pelo transmissor. De acordo com o método de montagem dos conversores e sensores, existem dois tipos: Tipo separado e tipo integrado. Nos processos de tratamento de esgoto, os medidores de fluxo de grande diâmetro são na maior parte do que do tipo dividido, com alguns instalados no subsolo e outros acima do solo. O pequeno calibre é integrado na maior parte.
Existem também diferenças significativas nas funções dos fluxómetros electromagnéticos no mercado, com simples medições de fluxo unidireccional e apenas emissão de sinais analógicos para accionar instrumentos de posição traseiros; os instrumentos multifuncionais incluem a medição de fluxo bidireccional, comutação de gama, alarmes de fluxo limite superior e inferior, alarmes de corte de alimentação e controlo do tráfego aéreo, corte de sinal reduzido, visualização do fluxo e cálculo total, verificação automática e autodiagnóstico de avarias, comunicação com o computador superior e configuração de movimento, Etc. a função de comunicação digital em série de alguns modelos de instrumentos pode ser equipada com múltiplas interfaces de comunicação e chips (ASICs) para ligar ao sistema de protocolo Hart, PROFIBUS, Modbus, FF fieldbus, etc.
A gama de medidores de fluxo eletromagnéticos é mais ampla do que outros tipos de medidores de fluxo. A e H Company fornece três tipos de sensores: L, P e H, que são aplicados respectivamente nas indústrias de água e esgoto (tipo W), química e alimentar (tipo P), e nas indústrias alimentar e farmacêutica (tipo H), com um calibre de 2 milímetros a 2 metros. O transmissor pode fornecer várias opções de 10, 50, 23 e 53, sendo 10 o tipo econômico para o desenvolvimento da indústria da água, 50 o tipo ordinário, 53 o tipo melhorado e 23 o sistema de dois fios. Existem duas opções de precisão: 0.5% e 0.2%. Pode medir tanto as taxas de fluxo positivas como negativas, bem como as taxas de fluxo pulsantes.
O pré-requisito para utilizar um medidor de caudal electromagnético é que o líquido medido tenha de ser condutivo e não possa descer abaixo do limiar (ou seja, valor limite inferior). A condutividade abaixo do limiar irá resultar em erros de medição até não poder ser utilizada e, mesmo que exceda o limiar, pode ser medida mesmo que se altere. O erro de indicação não muda muito e o limite de um fluxômetro eletromagnético universal está entre 10-4 e (5) × entre 10 e 6) S/cm, varia de acordo com o modelo. Quando utilizado, também depende do comprimento da linha de sinal de fluxo e da sua capacidade distribuída entre o sensor e o conversor. O manual do utilizador do fabricante especifica normalmente o comprimento da linha de sinal correspondente à condutividade.
A condutividade da água industrial e da sua solução aquosa é superior a 10-4S/cm, e a condutividade das soluções ácidas, alcalinas e salinas situa-se entre 10-4-10 S/cm. Não há problema com o uso deles, e a condutividade da água destilada com baixo álcool também é de 10-5S/cm. Os medidores de fluxo eletromagnéticos não conseguem medir líquidos com baixa condutividade, como produtos petrolíferos e solventes orgânicos. Não é possível medir gases, vapores e líquidos que contenham bolhas grandes. Verificou-se, a partir dos dados, que algumas soluções puras ou aquosas apresentam baixa condutividade e são consideradas inutilizáveis. No entanto, em trabalhos práticos, podem existir casos em que existam impurezas e possam ser utilizadas, o que é benéfico para aumentar a condutividade. Para soluções aquosas, a condutividade dos dados foi medida em laboratório, utilizando-se uma razão de água pura. A solução aquosa real utilizada pode utilizar uma razão de água industrial, e a condutividade será superior à medida, o que também é benéfico para a medição do fluxo.
Características dos fluxómetros electromagnéticos
Os medidores de fluxo eletromagnéticos não são afetados por fatores externos, como temperatura, pressão, viscosidade, etc. medem a perda de pressão causada pela ausência de contração ou protrusão dentro do tubo. Além disso, o sinal inicial detectado pelo elemento de fluxo é uma tensão que varia linearmente com a taxa de fluxo média do fluido, independente de outras propriedades do fluido, e tem grandes vantagens. De acordo com as características dos esgotos, tais como a grande variação da taxa de fluxo, o teor de impurezas, a baixa corrosividade e certa condutividade, o debitómetro electromagnético é uma boa escolha para medir a taxa de fluxo dos esgotos. Tem uma estrutura compacta e um volume reduzido. Fácil de instalar, operar e manter, o sistema de medição adota um design inteligente, com vedação geral melhorada e pode funcionar normalmente em ambientes adversos. No entanto, por razões técnicas, é difícil ampliar o diâmetro dos medidores de fluxo de vórtice, e a qualidade dos medidores de fluxo ultra-sônico de oleoduto não tem uma vantagem competitiva no preço em comparação aos medidores de fluxo eletromagnético. Assim, na indústria de água e esgotos, os medidores de fluxo eletromagnéticos, especialmente os medidores de fluxo eletromagnéticos de grande diâmetro, têm grandes vantagens e têm sido amplamente utilizados.
O medidor de caudal electromagnético e H tem funções potentes e um funcionamento simples, com características específicas da seguinte forma:
1) meça os componentes de fluxo dentro da tubulação sem perda de pressão, e a seção reta requer fundo.
2) a medida não é afetada por alterações na densidade do fluido, viscosidade, pressão, temperatura ou condutividade.
3) existem vários materiais disponíveis para revestimento, como borracha dura, poliuretano, PTFE, PFA, etc.
4) a fonte de alimentação CC/CA, o sistema de quatro fios/dois fios, à prova de explosão/não à prova de explosão, os tipos económicos/padrão do transmissor estão subdivididos para satisfazer as suas diferentes necessidades.
5) tecla fotossensível, pode evitar abrir a operação da tampa; display do menu chinês, mais conveniente para uso doméstico dos usuários.
6) Menu de configuração rápida, guia para completar as definições de parâmetros, conveniente e rápido.
7) alta confiabilidade de medição, boa repetibilidade e manutenção a longo prazo livres. Relação de gama até 1000:1
8) fornecer vários métodos de saída, tais como corrente, frequência, impulso, Hart, Profibus PA, Profibus DP, FF, etc. para seleção.
3 requisitos de instalação
O medidor de caudal electromagnético da série EMF proporciona um nível de protecção IP67 (à prova de pó e nível anti-imersão) ou IP68 (à prova de pó e nível anti-mergulho). Em estações de tratamento de esgoto, sensores de grande diâmetro de fluxo são instalados principalmente no subsolo, portanto é recomendado escolher IP68 (nível à prova de poeira e submersível). Normalmente, o fluxo electromagnético tem os seguintes requisitos para o local de instalação:
1) ao medir fluidos de fase mista, escolha um local que não cause separação de fase; ao medir líquidos de dois componentes, evite colocá-los a jusante onde a mistura ainda não seja uniforme; ao medir condutas de reacção química, devem ser instalados a jusante da secção de reacção totalmente concluída; Tente assegurar que as secções do tubo reto dianteiro e traseiro não são inferiores a 5D e 2D, respetivamente;
2) tentar evitar a pressão negativa dentro do tubo de medição tanto quanto possível;
3) escolher um local com baixa vibração, especialmente para instrumentos integrados;
4) evitar grandes motores, transformadores, etc. nas proximidades para evitar interferências electromagnéticas;
5) locais onde é fácil conseguir um aterramento separado dos sensores;
6) tentar evitar concentrações elevadas de gases corrosivos no ambiente circundante, tanto quanto possível;
7) tente evitar a luz solar direta tanto quanto possível
4 situação e efeito da aplicação
O processo de tratamento de esgoto atinge principalmente o objetivo da purificação de esgoto através de processos como oxidação biológica, floculação e sedimentação, e requer um determinado medidor de quantidade para medição em cada estágio. Na indústria de esgotos diversos, a e mais H fornece principalmente vários produtos, tais como 10W, 50/53W, 23W, 50/53P, etc.
No processo de tratamento de esgoto, os instrumentos de detecção correspondentes precisam ser configurados de acordo com os requisitos do processo para formar um sistema de controle confiável. A estação de tratamento de águas residuais de Shaoxing está equipada com medidores de caudal nos seguintes processos de ensaio de processos: (1) tubo de entrada; (2) detecção do volume de lama do depósito de sedimentação inicial para o depósito de armazenamento de lamas; (3) sala da bomba de lamas residuais e detecção do fluxo de lamas; (4) detecção da taxa de fluxo de lamas de retorno na sala das bombas de lamas; (5) detecção da taxa de fluxo de efluentes do poço de distribuição do reservatório de sedimentação secundária; (6) detecção da entrada de lamas na cisterna de digestão; 7) detecção da saída de lamas da cisterna de digestão; (8) detecção da dosagem de coagulante no tanque de floculação, etc.
Depois de ser utilizado em estações de tratamento de esgotos, o medidor de caudal electromagnético da série EMF funciona bem e o operador comunica que a sua medição é precisa. A interface de operação é fácil de usar e vários parâmetros são claros. Além disso, o fluxômetro instalado em tubulações metálicas não requer um anel de aterramento dedicado. O medidor de caudal electromagnético da série EMF fornece dados precisos e atempados para detecção e controlo de processos, criando determinados benefícios económicos e sociais.