سنسور جریان مغناطیسی (Electromagnetic Flow Meter)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور جریان مغناطیسی (Electromagnetic Flow Meter) :
سنسور جریان مغناطیسی (یا مگمتر - Magmeter) برای اندازه گیری دبی حجمی مایعات رسانا (با رسانایی بیش از حدود ۵ میکروزیمنس بر سانتی متر) استفاده می شود. این فلومتر بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی کار می کند: هنگامی که یک مایع رسانا از میان یک میدان مغناطیسی عمود بر جهت جریان عبور می کند، یک ولتاژ (نیروی محرکه الکتریکی) در جهت عمود بر هر دو (میدان و جریان) القا می شود. این ولتاژ توسط دو الکترود که در دیواره داخلی لوله و در تماس با مایع قرار دارند، اندازه گیری می شود.
ولتاژ القا شده (
\[ E \]) از رابطه
\[ E = k \cdot B \cdot D \cdot v \]به دست می آید، که
\[ B \]شدت میدان مغناطیسی،
\[ D \]قطر داخلی لوله (فاصله بین الکترودها)،
\[ v \]سرعت متوسط جریان، و
\[ k \]ثابت تناسب (معمولا نزدیک به ۱) است. از آنجا که
\[ B \]و
\[ D \]ثابت هستند، ولتاژ
\[ E \]مستقیما با سرعت جریان
\[ v \]متناسب است. با ضرب در سطح مقطع لوله، دبی حجمی (
\[ Q = A \cdot v \]) به دست می آید. میدان مغناطیسی معمولا با استفاده از سیم پیچ هایی که در بیرون لوله قرار دارند و با جریان متناوب (AC) یا پالسی DC تغذیه می شوند، ایجاد می گردد. لوله خود باید از جنس عایق (مانند PTFE، پلی اورتان یا سرامیک) باشد تا از اتصال کوتاه سیگنال جلوگیری کند.
مزایا:
بدون قطعات متحرک و بدون ایجاد مانع در مسیر جریان (بدون افت فشار).
دقت بالا (معمولا ۰.۲٪ تا ۰.۵٪ از دبی).
مستقل از خواص سیال (چگالی، ویسکوزیته، دما، فشار) تا زمانی که رسانا باشد.
قابلیت اندازه گیری جریان دو طرفه.
مناسب برای سیالات خورنده، دوغاب ها و لجن (با انتخاب الکترود و آستر مناسب).
معایب:
فقط برای مایعات رسانا قابل استفاده است (برای گازها و مایعات غیررسانا مانند روغن و هیدروکربن های خالص کار نمی کند).
هزینه نسبتا بالا، به ویژه در قطرهای بزرگ.
الکترودها در تماس با مایع هستند و ممکن است دچار خوردگی یا رسوب گرفتگی شوند.
برای سیالات با رسانایی بسیار پایین (آب مقطر) مناسب نیست.
\[ E = k B D v \quad \Rightarrow \quad Q = A v \propto E \]کاربردها: اندازه گیری جریان آب و فاضلاب، صنایع شیمیایی (اسیدها، بازها)، صنایع معدنی (دوغاب ها)، صنایع غذایی (آبمیوه، شیر)، صنعت کاغذسازی (خمیر کاغذ)، و آبیاری.
