자기 유량계 또는 자기 유량계라고도 불리는 전자기 유량계 -는 전체 파이프에 있는 전도성 액체의 유량을 측정합니다. 당신은 찾을 것이다전자기 유량계물 및 폐수 처리, 화학 처리, 식품 및 음료, 펄프 및 종이, 광산 슬러리 라인 전반에 걸쳐. 엔지니어가 이를 선택하는 이유는 실용적입니다. 유동 경로에 움직이는 부품이 없기 때문에 액체가 전기를 전도하고 파이프가 가득 찬 상태로 유지된다면 기계식 계량기를 막히거나 마모시킬 수 있는 더럽거나 마모성 또는 부식성 액체를 계량기가 계속 판독합니다. -
이 가이드에서는 먼저 작동 원리를 설명한 다음, 그 원리에 따라 자기 유량계의 장착 위치, 설치 방법, 구매 전 확인할 사항이 어떻게 결정되는지 보여줍니다.
간단히 말해서:자기 유량계는 패러데이의 유도 법칙을 적용합니다. 전도성 액체는 움직이는 도체 역할을 합니다. 미터 내부의 자기장을 통과하면서 유속에 따라 오르락내리락하는 작은 전압이 생성됩니다. 파이프 벽의 전극은 해당 전압을 포착하고 보어 직경이 고정되어 있으므로 트랜스미터는 속도를 체적 유량으로 변환합니다. 액체가 전기를 전도하고 파이프가 가득 찼을 때만 작동합니다.
전자기 유량계란 무엇입니까?
전자기 유량계는 전도성 액체를 위한 체적 유량 계측기입니다. 로터, 기어, 터빈 또는 파이프의 장애물 대신 자기장과 한 쌍의 전극을 사용하여 액체 움직임을 감지합니다. 액체 자체는 움직이는 도체입니다. 액체가 미터 본체 내부의 자기장을 통해 흐르면서 미터가 읽고 속도로 변환하는 작은 전압을 생성합니다. 보어 직경이 알려져 있으므로 트랜스미터는 체적 유량을 계산합니다.
동일한 계측기는 - 전자기 유량계, 자기 유량계, 자기 유량계, 자기 유량계 및 전도성-액체 유량계로 불립니다. 그들은 모두 동일한 측정 원리를 설명합니다.
전자기 유량계 작동 원리(패러데이의 법칙)
작동 원리는 다음에 달려 있습니다.패러데이의 전자기 유도 법칙: 도체가 자기장을 통과할 때 전압이 유도됩니다. 자기 유량계에서 도체는 금속 막대가 아닙니다. - 측정 튜브를 통해 이동하는 전도성 액체입니다.
유도된 전압은 액체의 평균 속도에 비례합니다. 흐름이 빠르면 신호가 더 강해집니다. 느린 흐름은 더 약한 흐름을 생성합니다. 단순화된 관계는 다음과 같습니다.
유도 전압=자기장 강도 × 전극 거리 × 유속
이 세 가지 용어 중 두 가지는 미터의 설계에 따라 고정됩니다. 전계 강도는 구동 전자 장치에 의해 일정하게 유지되며 전극 거리는 튜브에 의해 설정됩니다. 이는 미터가 전압이 제공하는 것과 정확히 같은 -를 해결해야 하는 유일한 변수로 속도를 남깁니다.
액체가 전도성을 가져야 하는 이유
패러데이의 법칙은 움직이는 도체가 실제로 전도되는 경우에만 사용 가능한 신호를 생성합니다. 액체에서 전도성은 용해된 이온 - 염, 산 및 미네랄에서 비롯됩니다. 수돗물, 폐수 및 대부분의 공정 용액은 쉽게 측정할 수 있을 만큼 충분한 이온을 운반합니다. 오일, 가스, 증기, 초순수 또는 탈이온수는 일반적으로 그렇지 않습니다. 전도도를 높이거나 낮추는 요인에 대한 배경 지식은 다음과 같습니다.물의 전기 전도도에 대한 USGS 설명명확한 입문서이지만 실제로 선택에 중요한 숫자는 특정 미터의 데이터 시트에 인쇄된 최소 전도도입니다.
속도에서 체적 유량까지
자기 유량계는 부피를 직접 감지하지 않으며 - 속도를 감지합니다. 트랜스미터는 측정된 평균 속도에 보어의 고정 단면적(Q= v × A)을 곱하여 체적 유량을 생성합니다. 이것이 트랜스미터 내부의 파이프- 직경 매개변수가 실제 미터 보어와 일치해야 하는 이유입니다. 잘못된 직경은 모든 판독값을 오류의 제곱만큼 늘리거나 줄입니다. 이는 또한 다른 기술과 달리 자기 유량계 판독값이 액체 밀도 및 점도와 크게 무관한 이유이기도 합니다.
자기 유량계가 액체 움직임을 흐름 신호로 바꾸는 방법은 무엇입니까?
측정은 명확한 순서를 통해 진행됩니다.
- 미터 본체의 코일은 측정 튜브 전체와 액체를 통해 자기장을 생성합니다.
- 전도성 액체가 해당 필드를 통해 이동함에 따라 작은 전압이 유도됩니다.
- 튜브의 반대편에 있는 전극은 전압을 수신합니다. 신호가 작기 때문에 감지가 깨끗하고 접지가 좋습니다.
- 송신기는 소음을 필터링하고 계기의 기하학적 구조를 보상하며 전압을 속도로 변환합니다.
- 트랜스미터는 체적 유량을 계산하고 이를 일반적으로 4~20mA, 펄스, 주파수, RS485 Modbus 또는 HART로 표시하거나 전송합니다.-
자기 유량계의 주요 구성 요소
측정 튜브
액체가 흐르는 부분. 풀{1}}내경 설계에서는 내경이 파이프라인과 일치하므로 압력 손실이 낮게 유지되고 기계적 방해가 방지됩니다.
자기 코일
이들은 자기장을 생성합니다. 해당 필드의 안정성은 측정 반복 가능성을 직접적으로 제한합니다.
전극
전극은 유도 전압을 판독하므로 액체에 젖은 상태를 유지해야 합니다. 파이프가 비어 있거나 부분적으로만 차 있으면 판독값이 무너집니다. 전극 재료는 액체 - 표준에 적합해야 합니다. 316L 스테인리스강은 물과 대부분의 폐수에 적합하지만 공격적인 화학 물질에는 하스텔로이, 티타늄 또는 탄탈륨과 같은 합금이 필요합니다. 코팅-되기 쉬운 매체에서는전극 유지 관리 및 청소운영 계획의 일부가 됩니다.
정기선
라이너는 튜브를 액체로부터 절연하고 본체를 보호합니다. 일반적인 선택은 액체, 온도, 압력 및 마모에 따라 선택되는 PTFE, PFA, 경질 또는 연질 고무, 폴리우레탄 및 네오프렌입니다. 잘못된 라이너는 부풀어오르거나, 부식되거나, 마모되어 계기 수명을 단축시킬 수 있습니다.올바른 안감 재료 선택사양-단계 결정이지 나중에 생각하는 것이 아닙니다.
송신기
트랜스미터는 센서에 전원을 공급하고, 신호를 처리하고, 유량을 계산하고, 디스플레이를 구동하고 PLC, SCADA 시스템 또는 적산계로 출력합니다. 센서(소형)에 장착하거나 진동, 열, 홍수 위험 또는 접근 불량으로 인해 별도의 인클로저를 사용하는 것이 더 나은 옵션인 경우 원격으로 장착할 수 있습니다.
전자기 유량계는 어떤 액체를 측정할 수 있나요?
선택의 첫 번째 규칙: 자기 유량계는 전도성 액체만 측정합니다. 아래 표는 일반적인 미디어를 세 그룹으로 분류합니다.
| 적당 | 일반적인 액체 | 확인해야 할 사항 |
|---|---|---|
| 적합한 | 청정수, 공정수, 냉각수,폐수 및 하수, 슬러지 및 슬러리, 전도성 화학 용액, 산 및 알칼리(올바른 재료 사용), 식품 및 음료 액체(위생 디자인), 펄프 및 종이 액체 | 파이프가 꽉 찼습니다. 미터의 최소값보다 높은 전도도 |
| 주의해서 사용하세요 | 임계값에 가까운 낮은-전도성 액체, 두꺼운 코팅 매체, 마모성이 높은 슬러리, 한계에 가까운 탈염수 | 최소 전도성을 확인하십시오. 라이너/전극 마모 또는 코팅 계획 |
| 적합하지 않음 | 가스, 공기, 증기, 대부분의 오일, 낮은-전도도 탄화수소, 한도 미만의 탈이온수 또는 초순수, 비전도성 용제, 가득 찬 상태를 유지할 수 없는-파이프 | 다른 기술 사용(아래 비교 참조) |
최소 전도도: 선택하기 전에 확인해야 할 사항
"충분히 전도성"은 가장 일반적인 선택 실수이므로 자체 점검을 받습니다. 전도도는 일반적으로 센티미터당 마이크로시멘스(μS/cm)로 표시됩니다. 일반 수돗물과 공정 용수는 일반적으로 표준 자기 유량계에 필요한 몇 µS/cm보다 훨씬 높은 수백 µS/cm-에 있습니다. 탈염수, 증기 응축수 및 고순도 공정수는 특수한 낮은 전도도 모델이나 완전히 다른 측정기가 필요할 정도로 낮아질 수 있습니다.-
모델에 참여하기 전에:
- 데이터시트에서 미터에 명시된 최소 전도도를 찾으십시오. - 업계 기본값을 가정하지 마십시오.
- 전도도는 온도에 따라 변하므로 실제 작동 온도에서 액체의 전도도를 측정하거나 추정하십시오.
- 여백을 남겨두세요. 경계선 값은 희석, 온도, 계절 변화에 따라 변합니다.
- 한계에 가까워지면 추측하기보다는 공급업체에 정확한 유체에 대한 확인을 요청하십시오.
라이너 및 전극 선택 가이드
라이너와 전극은 액체와 지속적으로 접촉하는 두 부분이므로 정확성과 서비스 수명을 모두 좌우합니다. 아래 매핑은 시작 프레임워크입니다. -항상 화학-호환성 차트와 실제 온도, 압력, 농도 및 고형물 부하를 확인합니다.
| 라이너 소재 | 일반적인 사용 | 메모 |
|---|---|---|
| PTFE / PFA | 공격적인 화학물질, 산, 알칼리, 위생/식품 | 광범위한 내화학성; 온도 및 진공 한계 확인 |
| 경질/부드러운 고무 | 물, 폐수, 하수, 연한 슬러리 | 우수한 내마모성, 저렴한 비용 |
| 폴리우레탄 | 연마성 슬러리, 모래, 광업 | 강한 내마모성; 더 좁은 화학물질 및 온도 범위 |
| 네오프렌 | 일반상하수 | 범용-목적, 경제적 |
| 전극재료 | 일반적인 사용 |
|---|---|
| 316L 스테인레스 스틸 | 일반상하수 |
| 하스텔로이 C | 많은 산 및 염화물 용액 |
| 티탄 | 바닷물과 염화물-이 풍부한 액체 |
| 탄탈 | 진한 염산과 같은 강산 |
| 백금 / Pt-Ir | 공격적이거나 산화적인 화학물질 |
정확도에 영향을 미치는 설치 요소
건강한 자기 측정기에서 대부분의 현장 오류는 원리 자체보다는 설치로 인해 발생합니다.
파이프를 가득 채우세요
전극은 젖어야 하므로 파이프가 가득 찬 곳에 설치하십시오. 수직 상향 흐름은 고체나 공기를 운반하는 액체에 선호되는 경우가 많습니다. 왜냐하면 구멍을 채우고 퇴적물을 방해하기 때문입니다. 공기가 모이는 라인의 가장 높은 지점을 피하고 아래쪽 부분에서 자유 배수를 피하세요.-
미터를 올바르게 접지하십시오.
미터는 매우 작은 전압을 판독하므로 접지는 선택 사항이 아닙니다. - 접지 불량은 소음과 판독값의 변동으로 나타납니다. 파이프 재질에 따라 접지 링, 접지 전극 또는 접지 스트랩이 필요할 수 있습니다. 플라스틱, 라이닝 및 절연 배관에는 거의 항상 특별한 주의가 필요합니다. 문제가 있는 설치에 대해 한 가지 작업만 수행할 시간이 있는 경우 일반적으로접지를 올바르게 하기.
유량계에 안정적인 유량 프로필 제공
펌프, 제어 밸브, 엘보우 및 리듀서는 판독값을 왜곡하는 소용돌이와 난류를 생성합니다. 이러한 방해 요인으로부터 미터를 멀리 두고 제조업체의 지침을 존중하십시오.업스트림 및 다운스트림 직선-실행 요구사항. 공간이 협소한 곳에서는 단지 편리하기만 한 위치보다 소용돌이와 공기 혼입을 최소화하는 위치를 선택하십시오.
피해야 할 설치 실수
- 에어 포켓이 형성되는 배관의 가장 높은 지점에 장착합니다.
- 파이프를 비울 수 있는 하향 또는 자유 배수로에 설치합니다.{0}}
- 플라스틱 또는 라이닝 파이프의 접지 링을 건너뜁니다.
- 펌프의 바로 하류에 유량계를 배치하거나 밸브를 부분적으로 개방합니다.
- 부분적으로 채워진 파이프를 받아들이고 판독값이 유지되기를 바랍니다.
더 자세한 시작 전 체크리스트는-전자기 유량계 설치 참고 사항.
적용 사례(필드 노트)
원칙은 모든 직업에서 동일합니다. 어떤 변화가 당신을 괴롭히는 세부 사항인지입니다. 실제 설치의 몇 가지 패턴:
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도시 폐수 라인
- 여기에서는 미터 원리가 문제가 되는 경우가 거의 없습니다. - 빈- 파이프 상태, 펌프 후 공기 혼입, 불량한 접지 등이 있습니다. 일반적인 적합성은 고무 라이너, 316L 전극, SCADA에 대한 4-20mA 및 RS485 출력이 있는 DN100 라인이며, 파이프가 완전히 검증된 상태로 수직으로 장착됩니다.
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화학 투여 라인
- 재료 호환성이 지배적입니다. 라이너(종종 PTFE/PFA)와 전극(종종 하스텔로이 또는 탄탈륨)이 일치할 수 있도록 화학물질 이름, 농도 및 온도를 제공합니다. "스테인리스" 기본값은 몇 주 내에 실패할 수 있습니다.
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식품-등급 / CIP 물
- 위생 연결부, 표면 마감, 고온 세척-내부-주기 등급의 라이너는 유량 범위만큼 중요합니다.
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광산 슬러리
- 마모가 살인자입니다. 신호 강도가 아니라 라이너 내구성(폴리우레탄이 일반적임)과 전극 마모가 서비스 수명을 결정합니다.
전자기 유량계와 기타 유량계
| 유량계 유형 | 다음에 가장 적합 | 엔지니어들이 그것을 선택하는 이유 | 주의- |
|---|---|---|---|
| 전자기 | 전도성 액체: 물, 폐수, 슬러리, 화학 물질 | 움직이는 부품 없음, 낮은 압력 손실, 밀도-독립, 고체 처리 | 전도성 액체만 해당; 전체 파이프와 좋은 접지가 필요합니다 |
| 터빈 | 깨끗하고 점도가 낮은-액체 | 깨끗한 유체에 대한 빠른 반응, 소형, 우수한 정확도 | 움직이는 부품의 마모 및 막힘; 점도와 고체에 민감함 |
| 초음파 | 깨끗한 액체, 개조, 대형 파이프 | 클램프{0}}옵션에는 파이프 절단이 필요하지 않습니다. 방해가 없어 | 파이프 상태, 액체 투명도 및 양호한 설치에 따라 다릅니다. |
| 코리올리스 | 질량유량, 밀도, 상거래용, 높은 정확도 | 직접 질량 및 밀도, 매우 높은 정확도 | 더 높은 비용과 압력 강하; 크기와 무게가 빠르게 증가 |
| 차압 | 증기, 가스, 액체, 고압 | 성숙하고 널리 받아들여짐 | 압력 손실을 추가합니다. 직선과 임펄스 라인이 필요합니다 |
개조를 위한 자기 유량계와 초음파
개조 프로젝트에서는 접근 방식과 액체 유형에 따라 선택이 결정되는 경우가 많습니다. 초음파 측정기의 클램프-는 파이프를 절단하거나 흐름을 중단하지 않고 설치합니다. 이는 라이브 메인 -에서 매력적이지만 깨끗하고 잘 정의된 액체와 안정적으로 읽을 수 있는 좋은 파이프가 필요합니다.- 자기 유량계를 장착하려면 스풀 부분과 차단 장치가 필요하지만 고체를 무시하고 더럽거나 전도성이 있는 공정 액체에 대해 보다 안정적인 판독값을 제공합니다. 액체가 고체를 전도하고 운반하는 경우 일반적으로 자기 유량계가 장기적-안정성을 확보합니다. 라인을 끊을 수 없거나 액체가 깨끗한 경우 초음파를 비교할 가치가 있습니다. 우리는 -절충점에 대해 더 자세히 다루고 있습니다.초음파 대 전자기 유량계.
올바른 전자기 유량계를 선택하는 방법은 무엇입니까?
다음 중 더 많은 것을 제공할수록 권장 사항이 단순히 파이프 크기가 아닌 프로세스와 더 가까워집니다. 각 항목은 구성을 변경하기 때문에 존재합니다.
- 액체 이름 및 구성 -은 라이너 및 전극 재료를 결정합니다.
- 최소 전도성 -은 기술이 제대로 작동하는지 확인합니다.
- 파이프 크기 및 재료 -는 미터 크기와 접지 접근 방식을 설정합니다.
- 최소, 정상 및 최대 유량 -은 라인뿐만 아니라 실제 범위에 맞게 미터 크기를 조정합니다.
- 온도와 압력 -이 라이너와 개스킷 선택을 결정합니다.
- 고체, 기포, 코팅 또는 마모-는 라이너, 전극 및 장착에 영향을 미칩니다.
- 필수 정확도 -는 표준을 프리미엄 구성과 분리합니다.
- 사용 가능한 직선 파이프 길이 -에 따라 위치가 허용되는지 여부가 결정됩니다.
- 연결 유형 - 플랜지, 웨이퍼, 나사형, 위생 클램프 또는 삽입.
- 출력 신호 - 4–20mA, 펄스, RS485 Modbus, HART 또는 릴레이.
- 전원 공급 장치 - 주전원, 저전압-또는 배터리.
- 환경 - IP 등급, 원격 디스플레이, 방폭- 또는 위생 승인.
구조화된 연습을 보려면 다음 항목에 대한 참고 사항을 참조하세요.전자유량계 선택의 핵심 포인트. 준비가 되면 다음을 수행할 수 있습니다.신청서 세부정보를 보내주세요.위 조건에 맞춰 모델과 구성을 맞춰드리겠습니다.
문제 해결: 증상, 가능한 원인, 먼저 확인
| 징후 | 가장 가능성이 높은 원인 | 먼저 확인하세요 |
|---|---|---|
| 불안정하거나 변동하는 판독값 | 접지 불량, 기포, 낮은 전도성, 진동, 전기 간섭, 펌프나 밸브에 너무 가까이 설치 | 접지한 후 파이프가 가득 차 있고 전극이 젖어 있는지 확인하십시오. |
| 흐름 신호 없음 | 빈 파이프, 비전도성 액체,-배선 결함, 트랜스미터 잘못 구성됨 | 실제 흐름이 있는지 확인한 다음 전도성, 전원 및 배선을 확인합니다. |
| 판독값이 너무 높거나 너무 낮음 | 잘못된 파이프-직경 설정, 잘못된 범위, 부분적으로 채워진 파이프, 전극 코팅, 잘못된 장착 위치 | 미터와 비교하여 직경 및 범위 매개변수를 확인합니다. |
| 몇 주/몇 달에 걸친 점진적인 드리프트 | 전극 코팅, 라이너 마모 또는 손상, 유체 전도도 변경 | 전극에 축적물이 있는지 검사하십시오. 라이너 상태를 검토하세요 |
지속적인 결함을 추적하는 경우 다음 가이드를 참조하세요.일반적인 전자기 유량계 결함 및 처리각 사례를 순서대로 살펴봅니다.
전자기유량계에 대한 FAQ
전자기 유량계의 최소 전도도는 얼마입니까?
대부분의 표준 자기 유량계는 몇 µS/cm만 필요하며 일반 물은 그보다 훨씬 높습니다. 정확한 수치는 모델에 따라 설정되므로 데이터시트를 읽고 액체가 탈염되었거나 응축되었거나 전도성이 낮은 경우에는 여백을 남겨두세요-.
자기 유량계에는 얼마나 많은 직관이 필요합니까?
이는 상류 교란 및 모델에 따라 다르므로 단일 경험 법칙보다는 제조업체가 명시한 상류 및 하류 직선 요구사항을 따르세요.{0}} 가능한 한 펌프, 밸브, 엘보우에서 미터를 멀리 두십시오.
접지 링이 필요합니까?
전도성 금속 파이프에서는 라이닝되지 않은 인접한 파이프가 때때로 접지 경로를 제공할 수 있습니다. 플라스틱, 라이닝 또는 절연 파이프에서는 액체가 계기에 전기적으로 참조되도록 거의 항상 접지 링이나 접지 전극이 필요합니다.
부분적으로 채워진 파이프에서 자기 유량계가 작동할 수 있습니까?
표준 자기 측정기는 불가능합니다. 전극은 젖어 있어야 하며 보어는 가득 차 있어야 합니다. 부분적으로 채우면 판독값이 불안정하거나 잘못 표시됩니다. 부분적으로 전체 라인에는 해당 조건에 맞게 특별히 설계된 미터가 필요합니다.
액체에 어떤 라이너를 선택해야 합니까?
라이너를 화학, 온도, 압력 및 마모에 맞게 선택하십시오. 물과 순한 슬러리에는 고무, 연마성 슬러리에는 폴리우레탄, 공격적인 화학 물질 및 위생 작업에는 PTFE 또는 PFA가 있습니다. 호환성 차트를 통해 최종 선택을 확인하세요.
삽입식 자기 유량계와 인라인 자기 유량계의 차이점은 무엇입니까?
안인라인(완-내경) 자기 유량계전체 흐름을 전달하며 표준적이고 가장 정확한 선택입니다. 안삽입-형 자기계량기프로브를 통해 국소 속도를 측정합니다. 대형 파이프에 장착하는 것이 더 저렴하지만 일반적으로 정확도가 떨어지고 흐름 프로파일에 더 민감합니다.
전자기 유량계로 오일, 가스 또는 증기를 측정할 수 있습니까?
아니요. 대부분의 오일은 비전도성이며, 가스, 공기 및 증기는 전도성 경로를 전달하지 않습니다. 이를 위해서는 유체에 따라 터빈, 코리올리스, 타원형 기어, 와류 또는 초음파 기술을 살펴보십시오.
전자유량계는 폐수처리에 좋은가요?
예 - 움직이는 부품이 없고 부유 고체가 포함된 전도성 액체를 견딜 수 있기 때문에 가장 일반적인 선택 중 하나입니다. 전체-파이프 장착, 접지 및 올바른 라이너가 여전히 성능을 결정합니다.
자기 유량계 정확도에 영향을 미치는 것은 무엇입니까?
접지, 한계에 가까운 전도성, 부분적으로 채워진 파이프, 전극 코팅, 기포, 잘못된 파이프-직경 설정, 잘못된 장착 위치 및 적합하지 않은 재료가 일반적인 원인입니다.
주요 시사점
자기 유량계는 움직이는 전도성 액체(패러데이의 법칙)에 전압을 유도하고 전극을 통해 이를 판독한 다음 알려진 보어 면적을 사용하여 속도를 체적 흐름으로 변환합니다. 물, 폐수, 슬러리 및 다양한 화학 용액의 경우 유지 관리가 적고-밀도가-독립적이지만 - 가스, 증기, 오일 또는 비전도성 액체를 측정할 수 없으며-전체 파이프, 견고한 접지, 올바른 라이너 및 전극에 따라 달라집니다.
먼저 액체(전도도 및 화학적 성질)를 기준으로 선택을 결정한 다음 파이프 및 흐름 범위, 연결, 출력 및 환경을 선택합니다. 이러한 세부 정보를 공급업체에 가져가면 권장 사항이 파이프 직경뿐 아니라 공정에도 적합하게 됩니다.
일반적인 산업 설치 및 선택 관행을 기반으로 FlowT의 흐름{0}}계측 엔지니어링 팀이 작성하고 검토했습니다. 재료, 정확도, 전도도 및 출력 사양은 모델 및 작동 조건에 따라 다릅니다. - 제품 데이터시트와 귀하의 응용 분야를 확인하세요.
