Zasada działania przepływomierza elektromagnetycznego 

Przepływomierze elektromagnetyczne należą do najczęściej stosowanych urządzeń do pomiaru przepływu cieczy. Charakteryzują się dużą precyzją, niezawodnością oraz wszechstronnym zastosowaniem, jednak nie są pozbawione pewnych wad. Ograniczenia te wynikają bezpośrednio z ich zasady działania, która opiera się na prawie indukcji elektromagnetycznej Faradaya. Prawo to mówi, że napięcie indukowane w przewodniku, który porusza się w polu magnetycznym jest proporcjonalne do prędkości tego przewodnika. W przepływomierzu elektromagnetycznym, ciecz przewodząca przepływająca przez pole magnetyczne indukuje napięcie, które jest mierzone i wykorzystywane do określenia prędkości przepływu cieczy. 

Budowa przepływomierza elektromagnetycznego 

W każdym przepływomierzu elektromagnetycznym znajdują się dwie cewki, które wytwarzają stałe pole magnetyczne w całym przekroju rury pomiarowej. W ściance rury, prostopadle do cewek montuje się dwie elektrody pomiarowe, wykrywające napięcia elektryczne indukowane przez przepływającą w polu magnetycznym ciecz. Wyłożenie wewnętrzne rury zapobiega powstawaniu zwarć elektrycznych pomiędzy cieczą przepływającą, a metalem przepływomierza. Zasada działania jest prosta: 

• Jeśli przepływ nie występuje - elektrody nie wykrywają żadnego napięcia, elektrycznie naładowane cząsteczki cieczy przepływającej są porozmieszczane równomiernie.
• Jeśli przepływ występuje - pole magnetyczne zaczyna działać na cząstki, gdy ciecz zaczyna płynąć rurą pomiarową. Wskutek siły Lorentza dodatnio i ujemnie naładowane cząsteczki rozdzielają się, gromadząc się przy przeciwległych ściankach przepływomierza/ rury. W wyniku tego zjawiska generuje się napięcie elektryczne, które zostaje wykryte i zmierzone przez elektrody. Napięcie to jest wprost-proporcjonalne do prędkości przepływu cieczy w rurociągu. Dzięki znajomości dokładnego przekroju przepływomierza jesteśmy w stanie obliczyć strumień przepływu.  

Proponowane przez nas przepływomierze elektromagnetyczne są aparaturą odporną na występujące w medium zanieczyszczenia i wysoką lepkość cieczy. Przepływomierze te nie posiadają żadnych ruchomych części, które wymagałyby konserwacji, wymiany bądź kalibracji.  

Z czego składa się przepływomierz elektromagnetyczny?  

• Cewki elektromagnetyczne - generują pole magnetyczne 

• Elektrody pomiarowe – umożliwiają pomiar napięcia indukowanego przez płynącą ciecz 

• Rura pomiarowa- zwyczajowo wykonywana z materiału izolującego (by zapobiec niedokładnością i zakłóceniom sygnału pomiarowego)  

• Elektronika - umożliwiająca przetwarzanie otrzymanego sygnału, jego korekcję oraz zamianę na wartość przepływu 

Zalety przepływomierza elektromagnetycznego 

• Medium może zawierać elementy stałe np. pulpa owocowa, ścieki, beton 

• Brak części ruchomych co sprawia, że urządzenie jest bardziej trwałe i odporne na zanieczyszczenia 

• Szeroki zakres zastosowań 

• Wiele możliwości konfiguracji, wersje bateryjne, możliwość rozszerzenia o moduł telemetryczny IoT, który umożliwia zdalny dostęp do danych pomiarowych i otrzymywanie powiadomień o nieprawidłowościach 

Ograniczenia przepływomierzy elektromagnetycznych 

Z uwagi na zasadę działania, przepływomierze elektromagnetyczne mogą pracować wyłącznie z cieczami, które przewodzą prąd elektryczny. Są więc odpowiednie do pomiaru substancji takich jak woda, ścieki, napoje owocowe czy piwo. Nie nadają się natomiast do mediów nieprzewodzących, takich jak woda demineralizowana, paliwa czy tworzywa polimerowe. 

Standardowe przepływomierze elektromagnetyczne mogą być stosowane w rurociągach całkowicie wypełnionych. Należy również pamiętać o stosowaniu w ich przypadku odcinków prostych o określonej długości (za i przed przepływomierzem). 

Uwaga: Od niedawna w naszej ofercie znajdują się także przepływomierze elektromagnetyczne do niepełnych rur, które znacząco rozszerzyły możliwości zastosowań przepływomierzy elektromagnetycznych.  

▶ Ciekawostka:  Miniaturowe przepływomierze elektromagnetyczne wykorzystywane w medycynie opierają się na tej samej zasadzie, co klasyczne urządzenia przemysłowe: prawo indukcji Faradaya. Gdy krew – która jest cieczą przewodzącą (zawiera jony sodu, potasu, chlorkowe itd.) – przepływa przez pole magnetyczne wytworzone przez urządzenie, indukuje się napięcie proporcjonalne do prędkości przepływu. To napięcie jest rejestrowane przez elektrody i przeliczane na przepływ objętościowy (np. ml/min).