Vlastnosti a aplikácie elektromagnetického prietokomeru Solidat

​

​Abstraktné​
Elektromagnetický prietokomer MagFlow je založený na Faradayovom zákone elektromagnetickej indukcie. Dve elektromagnetické cievky na svojich koncoch vytvárajú konštantné alebo striedavé magnetické pole. Keď vodivé médium preteká elektromagnetickým prietokomerom, medzi ľavou a pravou elektródou na vnútornej stene trubice prietokomeru možno zistiť indukovanú elektromotorickú silu (EMF). Veľkosť tohto indukovaného EMF je úmerná rýchlosti prúdenia vodivého média, hustote magnetického toku magnetického poľa a šírke vodiča (vnútorný priemer meracej trubice prietokomeru). Prietok sa potom môže vypočítať ďalším výpočtom. Tento článok sa zameriava na nepostrádateľnú technológiu merania prietoku v spracovateľskom priemysle – elektromagnetický prietokomer. Rozpracúva princíp merania, porovnáva charakteristiky rôznych konštrukčných typov elektromagnetických prietokomerov a vyzdvihuje aplikačné riešenia, ktoré poskytuje celý rad produktov elektromagnetických prietokomerov uvedených na trh spoločnosťou Solidat v rôznych zložitých pracovných podmienkach. Slúži ako profesionálna referencia na riešenie problémov merania prietoku v priemyselných odvetviach, ako je chemický priemysel, úprava vody, potravinárstvo a farmaceutický priemysel.

 

​Kľúčové slová​
Elektromagnetický prietokomer; Integrálny typ; Diaľkový typ; Typ vloženia; Sanitárny/svorkový typ; Typ vysokého-tlaku; Napájanie z batérie; Meranie prietoku

 

​1. Prehľad​
V automatizačnom riadení a energetickom manažmente procesného priemyslu je presné meranie tekutín základným kameňom optimalizácie procesov, kontroly nákladov a bezpečnej výroby. Tradičné metódy merania prietoku, ako sú clony a turbíny, trpia problémami, ako sú vysoké-tlakové straty, náchylnosť na opotrebovanie a vysoké požiadavky na údržbu, čo vykazuje značné obmedzenia najmä pri meraní vodivých kvapalín. Na základe Faradayovho zákona elektromagnetickej indukcie sa elektromagnetické prietokomery stali preferovaným riešením na meranie vodivého prietoku kvapaliny vďaka výhodám, ako sú žiadne prekážky vo vnútri meracej trubice, nulová tlaková strata, vysoká presnosť merania a dobrá stabilita.

Rôzne aplikačné scenáre však pre prietokomery predstavujú rôzne výzvy: vysoko korozívne médiá v chemickom priemysle, meranie veľkého{0}}priemeru potrubia pri úprave vody, prísne hygienické požiadavky v potravinárskom a farmaceutickom priemysle, nedostatok zdrojov energie v potrubných sieťach a podmienky vysokého{1}}tlaku pri ťažbe ropy – to všetko si vyžaduje riešenia na mieru. Solidat, s hlbokým pochopením potrieb trhu, uviedol na trh kompletnú produktovú matricu elektromagnetického prietokomeru od SLDF7110 (integrálny typ) po SLDF7160 (typ napájaný z batérie). Vďaka flexibilnému konštrukčnému dizajnu a vynikajúcemu výkonu spĺňa všetky potreby merania od rutinných až po extrémne.

 

​2. Charakteristika rôznych technológií elektromagnetických prietokomerov​

​2.1 Charakteristika integrálnych a vzdialených elektromagnetických prietokomerov​

​Elektromagnetický prietokomer integrálneho typu SLDF7110:​Integruje snímač a vysielač do jednej jednotky s kompaktnou konštrukciou, pohodlnou inštaláciou a zapojením a úsporou miesta. Jeho predvolené krytie je IP65, vhodné pre bežné pracovné podmienky s miernou okolitou teplotou (-10 stupňov až +55 stupňov), minimálnymi vibráciami potrubia a jednoduchým pozorovaním a ovládaním. Je to cenovo výhodná voľba pre meranie čistej vody, odpadovej vody, obehovej vody atď.

​SLDF7120 Diaľkový elektromagnetický prietokomer:​​ 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 stupňov alebo vysoká teplota média), silné vibrácie potrubia, vysoká vlhkosť alebo korozívne plyny, alebo keď je prietokomer inštalovaný na miestach nevhodných na ladenie, ako sú vysoké nadmorské výšky alebo podzemné jamy, konštrukcia vzdialeného typu umožňuje inštaláciu vysielača v riadiacej miestnosti alebo na bezpečnom mieste mimo drsného prostredia, čím sa výrazne zlepšuje spoľahlivosť a životnosť systému. Jeho senzorová časť má štandardne vysoké krytie IP68.

​2.2 Charakteristika špeciálnych elektromagnetických prietokomerov​

​SLDF7130 Typ vloženia Elektromagnetický prietokomer:​​ Špeciálne navrhnuté pre potrubia s veľkým-priemerom od DN100 do DN3000, najmä pre vodovodné a kanalizačné potrubné siete, kde nie je možné zastaviť výrobu. Jeho najväčšou výhodou je, že inštalácia a údržba nevyžadujú rezanie procesného potrubia; „hot swapping“ možno dosiahnuť vyvŕtaním otvoru do potrubia, čím sa výrazne znížia náklady na inštaláciu a dopad na výrobu. Zaoberá sa problémom vysokých nákladov spojených s meraním prietoku veľkým potrubím.

​SLDF7140 Sanitárny/svorkový typ Elektromagnetický prietokomer:​Navrhnuté pre prísne hygienické normy potravinárskeho, nápojového a farmaceutického priemyslu. Vyznačuje sa hladkými, bezšvovými výstelkami (napr. PTFE, PFA) a rýchlymi-odpojiteľnými svorkami-spojov, ktoré zaisťujú bez zvyškov a jednoduché čistenie, plne sa prispôsobujú procesom CIP (čistenie-na-mieste) a SIP (parná-na-mieste). Jeho štruktúra zaisťuje bezpečnosť produktu a zabraňuje riziku kontaminácie.

​SLDF7150 vysokotlakový-elektromagnetický prietokomer:​​ Postavené na meranie kvapalných{0}}tuhých dvojfázových{1}}médií, ako sú vysokotlakové{2}} vstrekovanie vody, bahna a kalu v ropných, geologických a ropných poliach. Využitím špeciálnej technológie obloženia a robustnej konštrukcie snímača dokáže odolávať extrémnym tlakom až do 42 MPa, pričom zachováva stabilitu a spoľahlivosť merania pri silnom náraze a drsných podmienkach.

​Elektromagnetický prietokomer SLDF7160 napájaný z batérie:​Inovatívne využíva internú batériu na napájanie, čím úplne rieši problémy s meraním v terénnych scenároch, ako sú mestské vodovodné siete a poľnohospodárske zavlažovanie, kde chýba pokrytie siete alebo je ťažké napájanie. V kombinácii s ultra-konštrukciou s nízkou spotrebou energie umožňuje dlhodobú-bezobslužnú prevádzku a predstavuje kľúčový nástroj na monitorovanie údajov a vyrovnanie obchodu v inteligentných vodných systémoch.

 

​3. Princíp elektromagnetických prietokomerov​
Princíp činnosti elektromagnetického prietokomeru je založený na Faradayovom zákone elektromagnetickej indukcie. Ako je znázornené na obrázku nižšie, elektromagnetické cievky na oboch stranách meracej trubice vytvárajú konštantné alebo striedavé magnetické pole (B). Keď vodivá kvapalina preteká meracou trubicou rýchlosťou (V), pretína čiary magnetického toku a vytvára indukovanú elektromotorickú silu (E). Toto EMP je detekované dvoma elektródami symetricky umiestnenými na stene trubice. Veľkosť indukovaného EMF (E) je úmerná hustote magnetického toku (B), šírke vodiča (tj vnútornému priemeru D meracej trubice) a rýchlosti prúdenia (V), vyjadrenej ako E=k * B * D * V. Meraním E možno vypočítať rýchlosť prúdenia V, čím sa získa objemový prietok. Keďže proces merania je nezávislý od teploty, tlaku, hustoty a viskozity kvapaliny, pokiaľ vodivosť kvapaliny prekročí prahovú hodnotu (zvyčajne väčšiu alebo rovnú 5 μS/cm), možno dosiahnuť extrémne vysokú presnosť merania.

 

​4. Elektromagnetický prietokomer Solidat Úvod a aplikácie​

​4.1 Základné technické vlastnosti​

Elektromagnetické prietokomery Solidat série MagFlow majú nasledujúce základné technické výhody, ktoré zaisťujú vynikajúci výkon v rôznych aplikáciách:

​Vysoká presnosť a stabilita:​ Použitím vysoko{0}}výkonných čipov VLSI a modernej technológie spracovania signálu sú signály izolované, filtrované, zosilnené a digitálne spracované. Základná chyba môže dosiahnuť ±0,5 % alebo dokonca ±0,2 %.

​Výkonné komunikačné funkcie:Komplexná podpora rôznych priemyselných komunikačných protokolov, ako sú HART, Modbus, Profibus PA a Foundation Fieldbus, umožňujúca jednoduchú integráciu do riadiacich systémov.

​Vysoká prispôsobivosť:​ Ponúka rôzne materiály elektród (napr. 316L, Hastelloy, titán, tantal) a výstelkové materiály (napr. Guma, PTFE, PFA) na prispôsobenie sa rôznym požiadavkám na koróziu, oter a teplotu.

​4.2 Typické prípady priemyselných aplikácií​

​Prvý prípad: Monitorovanie systému cirkulujúcej vody v energetike​

​Aplikačný scenár:​Cirkulačný systém chladiacej vody v projekte Huadian Suzhou Wangting.

​Technické vlastnosti:​ Použitý elektromagnetický prietokomer integrálneho typu SLDF7110, priemer meracieho potrubia DN200.

​Výsledky:​ Výrazne sa znížili náklady na inštaláciu a poskytla sa presná podpora údajov pre kontrolu úniku.

​Druhý prípad: Meranie korozívnych médií v chemickom priemysle​

​Aplikačný scenár:​Potrubie na prepravu kyseliny sírovej v chemickom závode.

​Technické vlastnosti:​ Vybraná konštrukcia vzdialeného typu SLDF7120 vybavená tantalovými elektródami a PTFE výstelkou.

​Výsledky:​ Dosiahnuté dlhodobé{0}}stabilné meranie pod silnými korozívnymi médiami, čím sa znížili ročné náklady na údržbu o 40 %.

​Tretí prípad: Monitorovanie mestskej vodovodnej siete​

​Aplikačný scenár:​Sieť hlavného vodovodu v meste.

​Technické vlastnosti:​ Použitý zásuvný elektromagnetický prietokomer SLDF7130, podporujúci inštaláciu bez zastavenia výroby.

​Výsledky:​ Výrazne sa znížili náklady na inštaláciu a poskytla sa presná podpora údajov pre kontrolu úniku.

 

​5. Záver​
Prostredníctvom svojho komplexného produktového radu, inovatívneho konštrukčného dizajnu a robustného a odolného výkonu elektromagnetické prietokomery Solidat efektívne riešia rôzne výzvy merania v spracovateľskom priemysle, ako sú „korozívne médiá, veľké priemery, hygienické požiadavky, vysoký tlak, nedostatok zdrojov energie“. Od konvenčnej úpravy vody až po náročné chemické merania, od liniek na výrobu čistých potravín až po potrubné siete, Solidat poskytuje presné, spoľahlivé a ekonomické riešenia. Ich vynikajúce komunikačné schopnosti ďalej poskytujú solídny dátový základ pre budovanie Industry 4.0 a inteligentných tovární. Keďže spracovateľský priemysel neustále vyžaduje vyššiu presnosť merania a úroveň automatizácie, elektromagnetické prietokomery Solidat sú predurčené na to, aby zohrávali čoraz dôležitejšiu úlohu a stali sa dôveryhodným partnerom pre používateľov.