Магнитен разходомер (наричан още електромагнитен разходомер или магметър) измерва обемния дебит чрез прилаганеЗаконът на Фарадей за електромагнитната индукциякъм проводяща течност, движеща се през тръба. Ако течността е проводима, тръбата остава пълна и инсталацията е извършена правилно, магнетметърът осигурява надеждно измерване без движещи се части и много нисък спад на налягането. Ако някое от тези условия липсва, различна технология обикновено е по-подходяща.
Това ръководство обхваща принципа на работа, приложенията, при които магнитните разходомери работят най-добре, ситуациите, в които не го правят, както и подробностите за инсталиране и оразмеряване, които разделят добрата инсталация от проблемната.
Какво е магнитен разходомер?
Магнитният разходомер е устройство за измерване на обемен поток, предназначено за проводими течности. Той генерира магнитно поле в отвора на тръбата и измерва напрежението, индуцирано, когато проводяща течност преминава през това поле. Тъй като сензорният механизъм е изцяло електрически, няма турбини, лопатки или други механични части в пътя на потока, които да износват или да възпрепятстват процесния поток.
Тази липса на движещи се части е единствената най-важна причина магметрите да се използват толкова широко при пречистване на вода, отпадъчни води, дозиране на химикали, обработка на суспензия и другиприложения на електромагнитни разходомерикъдето надеждността и ниската поддръжка са по-важни от почти всичко друго.
Как работи магнитният разходомер?
Принципът на работа идва директно от закона на Фарадей: когато проводящ материал се движи през магнитно поле, се генерира напрежение, перпендикулярно както на посоката на потока, така и на полето. В магнетичен измервателен уред намотките, монтирани около измервателната тръба, създават магнитното поле. Докато проводимата течност протича през това поле, се появява малко напрежение по диаметъра на тръбата. Два електрода, вградени в стената на тръбата, поемат това напрежение, което е пропорционално на средната скорост на течността. Предавателят преобразува този сигнал в обемна скорост на потока въз основа на известната площ на напречното-сечение на тръбата.
Два факта произтичат пряко от този принцип и си струва да запомните при всяко решение за избор и монтаж:
Течността трябва да е проводима.Няма проводимост, няма сигнал. Минималният праг на проводимост варира според производителя и модела, но общата базова линия е около 5 µS/cm. Някои съвременни инструменти могат да работят при по-ниски прагове, но това винаги трябва да се потвърждава от спецификацията на продукта.
Тръбата трябва да е пълна.Изчислението на напрежение-към-скорост предполага пълно напречно-сечение на течността. Ако тръбата е частично празна, контактната площ на електрода се променя и отчитането става ненадеждно или отпада напълно. катоДокументация за електромагнитен разходомер на ABBщати, измервателната тръба трябва винаги да е напълно пълна по време на измерване.
Какво може да измерва магнитният разходомер?
Магнитните измервателни уреди работят добре с широк спектър от проводящи течности, включително сурова вода и пречистена вода, отпадъчни води и отпадъчни води, химически разтвори (киселини, основи, саламура), каши от целулоза и хартия, течности за храни и напитки (сокове, млечни продукти, сиропи), суспензии за рудни и абразивни суспензии и флуиди за фармацевтични процеси. Те са особено привлекателни в услуги, където течността е мръсна, абразивна или химически агресивна-условия, които бързо биха износилитурбинен разходомерили друг механичен дизайн.
Какво не може да измери магнитният разходомер
Магнитният метър е грешната технология, когато технологичният флуид е не-проводим. Това изключва въглеводороди и петролни продукти, масла и мазнини, повечето алкохоли и разтворители, дестилирана вода, дейонизирана вода и свръхчиста вода. Той също така изключва изцяло газове и пара-принципът на измерване изисква течност.
Често срещана грешка при снабдяването е да се приеме, че всяка-течност на водна основа отговаря на изискванията. Йонното съдържание на дейонизираната вода и свръхчистата вода е премахнато до точката, в която проводимостта е твърде ниска, за да могат повечето магнетични измервателни уреди да произведат стабилен сигнал. Това е грешка при избора, която понякога става очевидна едва след инсталирането на инструмента. Винаги потвърждавайте действителната проводимост на течността спрямо публикувания минимум на измервателния уред, а не само дали течността „изглежда като вода“.
Защо да изберете магнитен разходомер? Ключови предимства
Няма движещи се части в потока на потока.
Това е предимството, което ръководи повечето решения за покупка. Без работни колела, без лагери, без износващи се повърхности в контакт с технологичния флуид. В априложение за измерване на водата, правилно инсталираният магнетичен измервателен уред може да работи години с минимално внимание.
Нисък спад на налягането.
Тъй като измервателната тръба обикновено е с -пълен отвор, безпрепятствена секция, постоянната загуба на налягане е незначителна. При помпени-интензивни системи-големи общински водоснабдителни мрежи или химически заводи с дълги тръбопроводи-това се превръща в реални икономии на енергия в сравнение с измервателните уреди, които ограничават пътя на потока.
Толерантност към мръсни и абразивни течности.
Суспензии, отпадъчни води с твърди частици и химически агресивни течности са включени в проектната обвивка. Правилният материал на облицовката (PTFE, гума, керамика) защитава тръбата, а електродите са единствените намокрени компоненти извън самата облицовка.
Силна точност при правилно инсталиране.
Публикуваните спецификации за точност варират според производителя и модела. Някои-инструменти от висок клас определят точност до ±0,2% от показанието, докато стандартните индустриални модели обикновено попадат в диапазона от ±0,5%. Това, което е по-важно от каталожния номер, е дали условията на инсталиране действително поддържат тази спецификация-точка, разгледана подробно по-долу.
Възможност за двупосочно измерване.
Повечето магнетометри могат да измерват потока в двете посоки без промени в хардуера, което е полезно при партидни процеси или системи с периодичен обратен поток.
Компромиси-и ограничения
Най-голямото ограничение е изискването за проводимост. Ако течността не е достатъчно проводима, технологията просто не работи. Няма заобиколно решение за това-това е основно ограничение на принципа на измерване.
Второ ограничение е, че магметърът измерва обем, а не маса. Ако вашето решение за управление на процеса или прехвърляне на попечителство зависи от масовия дебит или плътността на течността, измервателят на Кориолис обикновено е по-подходящият избор. Опитът да се извлече масов поток от магнетичен метър чрез добавяне на отделно измерване на плътността добавя сложност и несигурност, които единичен инструмент на Кориолис избягва.
Трето ограничение, което често се пренебрегва по време на проектирането: магнетометрите изискват тръбата да остане пълна. В гравитационно захранвани-системи, частично запълнени хоризонтални канали или линии, които се източват между партидите, стандартният магнетичен измервател няма да работи правилно. Някои производители предлагат разпознаване на празна{3}}тръба като диагностична функция, но това по-скоро сигнализира за проблема, отколкото да го реши. Ако не можете да гарантирате пълна тръба в точката на измерване, или преместете измервателния уред, или помислете за технология, която толерира частични-условия на тръбата.
Магнитен разходомер срещу ултразвуков срещу Кориолис: Как да решим
Изборът между тези три технологии е едно от най-често срещаните решения за измерване на дебита в промишлени предприятия. Всяка от тях има ясно изразена точка и правилният избор обикновено става очевиден, след като отговорите на три въпроса: Течността проводяща ли е? Имам ли нужда от обемен или масов поток? Какви са моите ограничения при инсталиране?
Когато магнитният разходомер е най-подходящ
Изберете aмаг метъркогато течността е проводима, имате нужда от обемен поток и искате здрав инструмент с ниска-поддръжка, който понася мръсни или агресивни течности. Това обхваща по-голямата част от приложенията за вода, отпадъчни води и химически процеси. За повечето инсталации, работещи с проводящи течности в линии с размери от DN10 до DN2000, магнетметърът е началната точка по подразбиране.
Когато ултразвуковият разходомер е по-добрата алтернатива
Анултразвуков разходомерстава предпочитан избор, когато течността е не-проводима, когато тръбата е много голяма и вграденият-метър с пълен отвор е непрактичен или когатоскоба-при монтаже необходимо, за да се избегне нарязване на линията. Clamp-on ultrasonics са особено ценни за проверка, временно измерване или ситуации на преоборудване, при които спирането на процеса за инсталиране на измервателния уред не е възможно. За по-задълбочено сравнение вижте нашето ръководство заултразвукови срещу електромагнитни разходомери.
Когато измервателният уред на Кориолис си струва инвестицията
Кориолисовите измервателни уреди се отличават, когато имате нужда от директно измерване на масовия поток, данни за плътността или най-високото ниво на повторяема точност и сте готови да платите за това. Те също се справят с-непроводими течности. Компромисът-е по-висока цена, по-голямо тегло и по-голям физически отпечатък-особено при по-големи размери на линията. За прехвърляне на попечителство, дозиране на химикали с висока -стойност или процеси, при които варирането на плътността има значение, Кориолис често е правилното решение.
Бързо сравнение
| Критерий | Магнитни | Ултразвукова | Кориолис |
|---|---|---|---|
| Необходима ли е проводимост на течността? | да | не | не |
| Измерва директно масовия поток? | Не (само обем) | Не (само обем) | да |
| Движещи се части? | Няма | Няма | Няма (вибриращи тръби) |
| Работи ли с мръсни/абразивни течности? | много добре | Зависи от типа | Ограничено в тежки суспензии |
| Има ли опция-за затягане? | не | да | не |
| Относителна цена (средни размери) | Умерен | Умерено до високо | високо |
| Най-доброто за | Проводими течности, вода, отпадъчни води, суспензии | Не{0}}проводими течности, големи тръби, преоборудване | Масов поток, плътност, висока{0}}прецизност на попечителски трансфер |
Вградени или вградени магнитни разходомери
Магнитните разходомери се предлагат в две основни конфигурации и изборът между тях до голяма степен е въпрос на размер на тръбата, бюджет и колко гъвкавост на монтажа имате.
Вградени (с-пълен отвор) метри
Анвграден електромагнитен разходомерсе монтира като специален участък от тръба. Вижда пълното напречно-сечение на потока и е стандартният избор за повечето приложения до около DN600. Тъй като измерването обхваща целия отвор, точността и повторяемостта обикновено са по-добри от дизайните на вмъкване. Изискванията за прав -проход нагоре по течението са умерени-обикновено около 5 диаметъра на тръбата нагоре по течението и 2–3 диаметъра надолу по течението, въпреки че това варира в зависимост от модела и вида на смущението нагоре по течението.
Измервателни уреди за вмъкване
Анвмъкнат маг метърпоставя сензорна сонда през кран в стената на тръбата. Тази конфигурация е най-привлекателна при тръбопроводи с голям-диаметър (DN600 и повече), където измервателният уред с-пълен отвор би бил изключително тежък, скъп и труден за инсталиране. Някои конструкции за вмъкване включват кранове за горещ-или прибиращи се механизми, които позволяват инсталиране и премахване без спиране на линията-значително предимство във водоразпределителните мрежи или други системи, където престоят е скъп.
Компромисът-е, че измервателният уред за вмъкване взема проби от скоростта в една или няколко точки, а не в целия отвор, така че е по-чувствителен към смущения в профила на потока. Изискванията за прав-нагоре по веригата обикновено са много по-дълги-често 15–20 диаметъра на тръбата или повече. Ако тръбопроводът нагоре по веригата включва колена, клапани или помпи близо до точката на измерване, анизмервателен уред тип вмъкванесе нуждае от внимателна оценка.
Как да оразмерите правилно магнитен разходомер
Една от най-честите грешки при закупуването на магнитни измервателни уреди е оразмеряването само по диаметър на тръбата. Инженер в завода казва „имаме 6-инчова линия“ и поръчва 6-инчов метър. В много случаи този измервателен уред се оказва прекалено голям за действителния дебит, което води до ниска скорост на течността през сензора и влошена точност - особено в долния край на диапазона на дебита.
Правилният подход е да започнете с данните за потока на процеса:
Първо съберете тези данни:нормален работен дебит, минимален очакван дебит, максимален очакван дебит, проводимост на флуида (измерена, не предполагаема), температура на флуида и химически състав, материал на тръбата и номинален размер и наличен прав ход нагоре и надолу по течението.
След това съпоставете измервателния уред с потока, а не с тръбата.Магнитният метър работи най-добре, когато скоростта на течността през сензора обикновено е между 1 и 5 m/s за повечето чисти течности и 2–4 m/s за абразивни суспензии. Ако изчислената скорост при вашия нормален дебит е под 0,5 m/s, измервателният уред вероятно е прекалено голям. Ако надвиши 7–8 m/s, ерозията на облицовката и спадът на налягането стават опасения. Напълно приемливо е-и често е необходимо-да се инсталира измервателен уред с един или два размера по-малък от линията, като се използват концентрични редуктори за преход.
За повече насоки относно избора на правилната конфигурация вижте нашия ресурс наключови точки за избор на електромагнитен разходомер.
Най-добри практики за инсталиране, които действително имат значение
Принципът на измерване на магнетичния метър по своята същност е стабилен, но небрежната инсталация може да подкопае дори най-добрия инструмент. На практика повечето оплаквания относно ефективността на измервателния уред се отнасят до един от няколко проблема с инсталацията-не до самия измервателен уред.
Дръжте тръбата пълна-винаги
Това е най-важното правило за инсталиране. Измервателният уред трябва да бъде монтиран на място в тръбопровода, където тръбата остава напълно пълна с течност при всички нормални работни условия. Най-добрата позиция е при вертикално движение с възходящ поток или при хоризонтално движение в ниска точка на системата. Избягвайте да инсталирате в горната част на тръбна дъга, при изпускане на гравитачен дренаж или където и да е, където линията може да бъде частично празна между партидите. Ако не сте сигурни дали тръбата остава пълна, вероятно не е и трябва или да преместите измервателния уред, или да добавите устройство за обратно налягане надолу по веригата.
Защитете профила на потока
Магнитните измервателни уреди са по-малко чувствителни към смущения в потока от много други технологии, но не са имунизирани. Силно завихряне, асиметричен поток или турбуленция от клапани, помпи или фитинги, близки нагоре по течението, ще влошат точността. Общата насока за вградените измервателни уреди е минимум 5 диаметъра на права тръба без препятствия преди и 2–3 диаметъра надолу. Ако частично отворен контролен вентил или изход на помпата е близо до горната част на потока, помислете за добавяне на по-прав ход или инсталиране на стабилизатор на потока. За подробниизисквания за прав участък на тръбата, консултирайте се с ръководството за монтаж на конкретния измервателен уред.
Вземете правилното заземяване
Това е инсталационният детайл, който най-често се пренебрегва-и най-често причината за необясним шум или отклонение на сигнала. Индуцираното напрежение в магметър е в диапазона миливолта. Без подходящ референтен потенциал между течността и електродите, електрическият шум от помпи, VFD или друго инсталационно оборудване може да надвие измервателния сигнал.
Когато измервателният уред е монтиран в метална, заземена тръбопроводна система, самата тръба обикновено осигурява подходящо заземяване. Когато тръбопроводът е не-проводим (PVC, HDPE, фибростъкло, облицована тръба), на фланците на измервателния уред трябва да се монтират заземителни пръстени или заземителни електроди, за да се установи контакт между течността и еталонната земя на измервателния уред. Пропускането на тази стъпка при пластмасова тръба е един от най-надеждните начини да се гарантира шумно, нестабилно отчитане. За повече подробности прочетете зазащо електромагнитните разходомери трябва да бъдат заземени.
Избягвайте смукателната страна на помпите
Инсталирането на магнетичен метър на смукателната страна на центробежна помпа рискува облицовката да бъде изложена на отрицателно налягане, което може да причини разслояване на обвивката или срутване с течение на времето. Може също да въведе въздушни мехурчета,-свързани с кавитация, които нарушават измерването. Предпочитаното място е след помпата, след всеки възвратен клапан, където налягането е положително и потокът е по-стабилен.
Често срещани грешки при избора и инсталирането-Сортирани според това колко често се случват в действителност
След години на полеви опит във водни, химически и промишлени приложения, това са грешките, които се появяват най-често, приблизително в реда на това колко често ги виждаме:
Оразмеряване по диаметър на тръбата вместо диапазон на потока.
Това е най-честата грешка при обществените поръчки. Извънгабаритният измервателен уред при ниска скорост отчита лошо и може да не отговаря на публикуваната спецификация за точност.
Монтиране там, където тръбата не остава пълна.
Гравитационно захранваните-тръбопроводи, дренажните колектори и върховете на арките на тръбите са чести нарушители. Получените периодични показания и фалшиви аларми генерират повече сервизни обаждания, отколкото почти всеки друг проблем.
Пренебрегване на заземяването на не-метална тръба.
Това създава сигнален шум, който имитира дефектен измервателен уред. Това е напълно предотвратимо със заземителни пръстени, които струват малка част от цената на измервателния уред.
Избор на технология за течност с ниска{0}}проводимост.
Екипите понякога приемат, че „това е вода, така че магнетметърът ще работи“, без да проверяват проводимостта. Дейонизираната вода, захранващата вода за котлите с висока-чистота и някои смеси с-водни разтворители могат да паднат под минималния праг.
Недостатъчно право движение срещу течението.
Поставянето на измервателния уред непосредствено след частично отворена дроселна клапа, изпразване на помпата или колена назад-към-назад води до изкривяване на профила на потока, което измервателният уред не може да коригира напълно.
Заповече предпазни мерки при инсталиране на електромагнитен разходомер, нашето подробно ръководство обхваща допълнителни сценарии.
Сценарии за приложение
Общински отпадъчни води:Магнитните измервателни уреди са технологията по подразбиране в пречиствателните станции за{0}}измерване на входния поток, върнатата активна утайка, отпадъчната утайка и изпускането на отпадъчни води. Течността е проводима, често съдържа твърди частици и тръбите остават пълни под налягане. Апълно{0}}електромагнитен разходомер за водав тази услуга може да работи десетилетие или повече, без дрейфът на калибрирането да се превърне в проблем, при условие че облицовката и електродите са подходящи за химията на флуида.
Линии за дозиране на химикали:В линии с малък -диаметър (DN10–DN50), пренасящи киселини, основи или химикали за обработка, магнетичен метър с PTFE облицовка и електроди от Hastelloy или тантал се справят с излагането на химикали, като същевременно осигуряват точността, необходима за контрол на дозирането. Ключът тук е съпоставянето на намокрените материали с конкретния химикал-стъпка, която понякога се пренебрегва, когато екипът за доставки се фокусира само върху обхвата на потока и размера на линията.
Водопроводи с голям-диаметър:За DN600 и по-високи, решението между инлайн и вмъкване става икономично. Един -измервателен уред с пълен отвор в тези размери е тежък, скъп и изисква кран за монтаж. Вмъкнат магметър-или aскоба-на ултразвуков измервателен уред-може да предостави по-практичен отговор, особено за ситуации на преоборудване, при които главният не може да бъде изваден от експлоатация.
Контролен списък за вземане на решения: подходящ ли е магнитният разходомер за вашето приложение?
Преди да се ангажирате с магнетичен метър, поработете върху тези пет въпроса. Ако можете да отговорите с „да“ и на петте, магнитният разходомер много вероятно е правилната технология. Ако един или два отговора са „не“, все още може да успеете да го накарате да работи с корекции на дизайна. Ако три или повече са „не“, обикновено различна технология-ултразвуковаили Кориолис-вероятно ще ви служи по-добре.
1. Достатъчно проводима ли е течността?Потвърдете действителната стойност на проводимостта спрямо публикувания минимум на измервателния уред. Не разчитайте на предположения за течности на-водна основа.
2. Ще остане ли тръбата пълна при всички нормални условия на работа?Помислете за сценарии за стартиране, изключване, ниско-натоварване и партиден-цикъл, а не само случая на проектиране в стационарно-състояние.
3. Имате ли нужда от обемен поток, а не от масов поток или плътност?Ако масовият поток или плътността са основната цел на измерване, помислете първо за Кориолис.
4. Може ли инсталацията да осигури подходящо заземяване и условия за-права работа?Особено при не-метални тръбопроводи или-ограничени места, проверете това преди да поръчате.
5. Приложението има ли полза от дизайн без-движещи се-части и ниска-поддръжка?При чисти, стабилни, не-абразивни услуги с лесен достъп по-простите технологии може да са по--рентабилни. Предимствата на магметъра се проявяват най-ясно при работа с тежки течности.
За допълнителнисъображения за избор на електромагнитни разходомери, вижте нашето подробно ръководство.
Често задавани въпроси
Може ли магнитен разходомер да измерва-непроводими течности?
Не. Принципът на измерване изисква йонна проводимост в течността, за да генерира откриваем сигнал. Въглеводородите, повечето масла, чистите алкохоли и силно пречистената вода нямат достатъчна проводимост. За не-проводими течности, анултразвуков разходомерили измервателният уред на Кориолис обикновено е правилната алтернатива.
Магнитните разходомери изискват ли пълна тръба?
да Стандартните магметри предполагат напълно запълнено напречно-сечение на тръбата. Частичното запълване кара електродите да загубят правилния контакт с течността и води до ненадеждни или липсващи показания. Ако не можете да осигурите пълна тръба на мястото на измервателния уред, или преместете измервателния уред в точка в системата, където съществуват условия за пълна -тръба, или помислете за тип измервателен уред, предназначен за частично пълни тръби.
Колко точни са магнитните разходомери?
Точността варира според модела и производителя. Стандартните индустриални магнетометри обикновено предлагат ±0,5% от показанието или по-добро. Премиум моделите от големи производители могат да постигнат ±0,2% от показанията или по-стегнати. Тези спецификации обаче предполагат правилно оразмеряване, пълна тръба, адекватни условия на-права работа и правилно заземяване. При лошо монтиран измервателен уред точността-в реалния свят може да бъде значително по-лоша от каталожния номер, независимо колко добър е инструментът.
Каква е разликата между магнитен разходомер и ултразвуков разходомер?
Магнитният разходомер изисква проводяща течност и се монтира в линия като част от тръбопровода. Ултразвуковият разходомер не изисква проводимост и може да се монтира като скоба-на устройство, без да се нарязва на тръбата. Магнитните измервателни уреди се справят по-добре с мръсни и абразивни течности. Ултразвуковите измервателни уреди често се предпочитат при тръби с големи размери, за не-проводими течности или където не-инвазивната инсталация е важна. Вижте нашия пъленсравнение на ултразвукови и електромагнитни разходомериза повече подробности.
Кога измервателният уред на Кориолис е по-добър избор от магнитния разходомер?
Измервателите на Кориолис обикновено са по-добрият избор, когато се нуждаете от директно измерване на масовия поток, едновременно измерване на плътността или най-високата постижима точност за попечителски трансфер или партидни процеси с висока{0}}стойност. Те работят и върху не-проводими течности. Компромисът-е по-висока цена и по-голям физически размер, особено при размери на линии над DN100.
Как да избера между вграден и вграден магнитен разходомер?
Вградените измервателни уреди са стандарт за повечето приложения до DN600 и предлагат по-добра точност и по-ниска чувствителност към смущения в профила на потока. Струва си да се обмислят вградените измервателни уреди над DN600, където измервателният уред с пълен-отвор е прекалено скъп или труден за физически монтаж. Ако изберете вмъкване, планирайте значително повече прав ход нагоре по течението и бъдете готови да проверите условията на профила на потока. За повече информация относно опциите за вмъкване вижте нашиявмъкване маг метър продуктова страница.
Окончателна храна за вкъщи
Магнитният разходомер е един от най-надеждните и широко разпространени инструменти за измерване на проводими течности. При приложения за вода, отпадъчни води, химикали и суспензии, това често е технологията по подразбиране с основателна причина: без движещи се части, ниска поддръжка, голяма точност и толерантност към трудни технологични течности.
Но технологията изпълнява това обещание само когато са изпълнени три условия: течността е проводима, тръбата остава пълна и инсталацията е извършена правилно. Най-скъпата грешка не е купуването на грешен модел-а купуването на правилната технология за грешното приложение или инсталирането му по начин, който му пречи да работи.
Започнете с данните за процеса-проводимост на флуида, действителен обхват на потока, условия на тръбата и цел на измерване. Тези четири входа ще ви кажат дали магнетичен метър е правилният отговор или трябва да гледатеултразвуковаили технология на Кориолис вместо това. Ако магнетметърът е подходящият, оразмерете го от данните за потока, а не от диаметъра на тръбата, и инвестирайте време, за да получите правилната геометрия на заземяването и монтажа.
