ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับเครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบแม่เหล็ก

เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบแม่เหล็ก หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าแมกมิเตอร์ เป็นเครื่องมือทางอุตสาหกรรมที่ออกแบบมาเพื่อวัดอัตราการไหลของปริมาตรของของไหลที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าโดยใช้กฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ อุปกรณ์เหล่านี้สร้างสนามแม่เหล็กภายในท่อไหลและตรวจจับแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของของไหลที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าผ่านสนามนี้ แอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วการไหล ช่วยให้สามารถวัดได้อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทางกลไก เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบแม่เหล็กมีคุณค่าเป็นพิเศษสำหรับแรงดันตกที่น้อยที่สุด ความแม่นยำสูง (โดยทั่วไป ±0.5–1% ของอัตราการไหล) และความเหมาะสมสำหรับของเหลวที่มีฤทธิ์รุนแรงหรือมีฤทธิ์กัดกร่อน รวมถึงสารละลายและสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การออกแบบที่แข็งแกร่ง ซึ่งมักจะมีไลเนอร์ PTFE, โพลียูรีเทน หรือนีโอพรีน และอิเล็กโทรดที่ทำจากสแตนเลส, ฮาสเตลลอย หรือแพลทินัม-อิริเดียม ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง เช่น การบำบัดน้ำ การแปรรูปทางเคมี และการขุด ในฐานะเทคโนโลยีที่โดดเด่นในตลาดการวัดการไหล เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบแม่เหล็กมีสัดส่วนประมาณ 15% ของยอดขายเครื่องวัดการไหลใหม่ทั่วโลก โดยมีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมที่เพิ่มมากขึ้นโดยให้ความสำคัญกับความแม่นยำและความทนทาน

หลักการทำงานและคุณลักษณะการออกแบบ

เครื่องส่งสัญญาณการไหลของแม่เหล็กทำงานตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ ซึ่งระบุว่าแรงดันไฟฟ้าจะเกิดขึ้นเมื่อของไหลที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็ก ท่อไหลของเครื่องส่งสัญญาณประกอบด้วยขดลวดสนามคู่หนึ่งที่ได้รับพลังงานจากแหล่งกำเนิดกระแสสลับ (AC) หรือกระแสตรงแบบพัลซ์ (DC) ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่ตั้งฉากกับทิศทางของของไหล อิเล็กโทรดที่ติดตั้งแบบเรียบกับผนังท่อจะตรวจจับแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ซึ่งเป็นสัดส่วนกับความเร็วของของไหลโดยเฉลี่ย (E = B × L × v โดยที่ B คือความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก L คือระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรด และ v คือความเร็วของของไหล) สัญญาณนี้ได้รับการประมวลผลโดยเครื่องส่งสัญญาณในตัวเพื่อคำนวณอัตราการไหลเชิงปริมาตรตามพื้นที่หน้าตัดของท่อ องค์ประกอบการออกแบบที่สำคัญ ได้แก่ แผ่นซับที่ไม่นำไฟฟ้าเพื่อแยกสัญญาณออกจากผนังท่อ อิเล็กโทรดที่ทนต่อการกัดกร่อน และการประมวลผลสัญญาณขั้นสูงเพื่อลดเสียงรบกวนจากแรงดันไฟฟ้าที่หลงทางหรือความปั่นป่วนของของไหล เครื่องส่งสัญญาณสมัยใหม่ยังมีคุณลักษณะการวินิจฉัยสำหรับการตรวจจับการเคลือบอิเล็กโทรดและการส่งสัญญาณท่อเปล่าอัตโนมัติ เส้นทางการไหลที่ไม่มีสิ่งกีดขวางทำให้สูญเสียแรงดันเป็นศูนย์ และต้องใช้ท่อต้นทางน้อยที่สุด (เส้นผ่านศูนย์กลางท่อเพียง 5 เส้น) เพื่อการวัดที่แม่นยำ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการติดตั้ง

สถานการณ์การใช้งานที่สำคัญ

เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบแม่เหล็กถูกใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ ที่ของเหลวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (ค่าการนำไฟฟ้าขั้นต่ำ 1–10 μS/cm) จำเป็นต้องมีการตรวจสอบที่แม่นยำ ในการบำบัดน้ำและน้ำเสีย อุปกรณ์จะตรวจวัดน้ำดื่ม สิ่งปฏิกูล และสารเคมีเจือปน โดยใช้ประโยชน์จากภูมิคุ้มกันต่อของแข็งแขวนลอยและความต้านทานต่อการเสียดสี อุตสาหกรรมเคมีอาศัยสิ่งเหล่านี้สำหรับของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น กรดหรือสารกัดกร่อน โดยมีวัสดุซับใน (เช่น PTFE สำหรับความต้านทานการกัดกร่อนสูง) เพื่อให้มีอายุการใช้งานยาวนาน การใช้งานด้านเหมืองแร่และการแปรรูปแร่รวมถึงการตรวจสอบการไหลของสารละลาย ซึ่งความสามารถของเครื่องส่งสัญญาณในการจัดการกับสารผสมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนกับอนุภาคของแข็งจะป้องกันการอุดตัน การผลิตอาหารและเครื่องดื่มใช้การออกแบบที่ถูกสุขลักษณะและเข้ากันได้กับของเหลว เช่น ผลิตภัณฑ์นมหรือน้ำเชื่อม นอกจากนี้ ในอุตสาหกรรมยา แมกมิเตอร์พร้อมอุปกรณ์สุขภัณฑ์ติดตามตัวทำละลายที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าในขณะที่ยังคงความเป็นหมันไว้ ความสามารถรอบด้านขยายไปถึงระบบชลประทาน โดยจะวัดการไหลของน้ำในช่องเปิดหรือท่อที่มีการบำรุงรักษาน้อยที่สุด

ข้อดีและข้อจำกัด

ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบแม่เหล็กได้แก่ แรงดันตกน้อยที่สุดเนื่องจากเส้นทางการไหลไม่มีสิ่งกีดขวาง ความแม่นยำสูงที่ไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นหรือความหนืดของของไหล และความเหมาะสมสำหรับการวัดการไหลแบบสองทิศทาง โดยให้เอาต์พุตเชิงเส้นตามสัดส่วนกับอัตราการไหล และเก่งในการจัดการของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือมีฤทธิ์กัดกร่อนด้วยไลเนอร์และอิเล็กโทรดที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดรวมถึงการไม่สามารถวัดของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า (เช่น ไฮโดรคาร์บอนหรือก๊าซ) และความไวต่อการเติมท่อที่ไม่สมบูรณ์ ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดได้ ฟองอากาศหรือของแข็งที่สะสมบนอิเล็กโทรดอาจทำให้ความแม่นยำลดลง แม้ว่าการออกแบบสมัยใหม่จะรวมการวินิจฉัยเพื่อแจ้งเตือนผู้ใช้เกี่ยวกับปัญหาดังกล่าว การใช้พลังงานซึ่งสูงเป็นประวัติการณ์เนื่องจากการกระตุ้นของคอยล์ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงและตัวเลือกที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ทำให้สามารถใช้งานได้ในสถานที่ห่างไกล

แนวทางการคัดเลือกและนำไปปฏิบัติ

การเลือกเครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบแม่เหล็กจำเป็นต้องประเมินค่าการนำไฟฟ้าของของเหลว (ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเกินเกณฑ์ขั้นต่ำของเครื่องส่งสัญญาณ) อัตราอุณหภูมิ/ความดัน และความเข้ากันได้ของวัสดุที่เปียกกับของเหลว การเลือกซับในถือเป็นสิ่งสำคัญ เช่น โพลียูรีเทนสำหรับต้านทานการเสียดสี หรือ PTFE สำหรับอุณหภูมิสูง การเลือกอิเล็กโทรดขึ้นอยู่กับการกัดกร่อนของของไหล ไทเทเนียมทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ ในขณะที่ Hastelloy ต้านทานกรดออกซิไดซ์ การติดตั้งควรตรวจสอบสภาพท่อให้เต็มและหลีกเลี่ยงการสั่นสะเทือนหรือการกักเก็บอากาศ แนะนำให้ใช้วงแหวนกราวด์สำหรับท่อที่ไม่นำไฟฟ้าเพื่อป้องกันสัญญาณรบกวน การสอบเทียบควรตรวจสอบย้อนกลับได้ตามมาตรฐาน และการบูรณาการกับระบบ เช่น PLC หรือ SCADA สามารถทำได้ด้วยเอาต์พุต (4–20 mA, HART, PROFIBUS) การบำรุงรักษาเป็นประจำเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบความสะอาดของอิเล็กโทรดและความสมบูรณ์ของไลเนอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานบริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

สรุป: การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการด้วยเทคโนโลยีแม่เหล็ก

เครื่องส่งสัญญาณการไหลแบบแม่เหล็กนำเสนอโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับการตรวจวัดของเหลวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ซึ่งผสมผสานความแม่นยำสูงเข้ากับต้นทุนตลอดอายุการใช้งานที่ต่ำ เนื่องจากอุตสาหกรรมต่างๆ ให้ความสำคัญกับระบบอัตโนมัติและประสิทธิภาพของทรัพยากร บทบาทของพวกเขาในกระบวนการที่สำคัญ ตั้งแต่การจัดการสารละลายไปจนถึงการจ่ายสารเคมี ก็จะเพิ่มมากขึ้น การพัฒนาในอนาคตอาจมุ่งเน้นไปที่การวินิจฉัยที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้น การเชื่อมต่อไร้สาย และวัสดุที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับสภาวะที่รุนแรง ซึ่งจะทำให้ตำแหน่งของพวกเขาแข็งแกร่งขึ้นในเครื่องมือทางอุตสาหกรรม

-เอนเดรส+เฮาเซอร์

-อัลเลน แบรดลีย์

-โยโกกาวา

-เอ็มทีแอล

-พี+เอฟ

- สินค้าเพิ่มเติม