Elektromanyetik Akış Ölçer Nedir ?
Elektromanyetik akış ölçümü 19.yüzyılda ortaya kondu. 1832’de ünlü fizikçi Michael Faraday Elektromanyetik akış ölçümünün temellerini attı. Faraday manyetik alan ve elektrik arasındaki etkileşimi fark etti. Manyetik alan içerisinde akan sıvının manyetik alan içerisinde geçişi bir gerilim yarattığını ve bunun akışın hızı ile değişkenlik gösterdiği kanısına vardı.
Ortaya çıkan gerilimi, elektrotlar arasındaki mesafe ve ortalama akış hızı ile orantılı olduğunu açıklayan bir açıklama geliştirdi.
Faraday bu fark ettiği durumu test etmek için Faraday bir köprünün üstüneastığı ve galvanometre ile birbirine bağladığı metal elektrotlar ile bir deney yaptı. Amacı nehirdeki akışın manyetik alana bağlı gerilimini ölçmekti. Elektrokimyasal etkllerin nedeniyle mevcut deney araçları ile hıza bağlı değişen voltajı (U) kanıtlamak imkansızdı.
1940 yılına kadar Alexander Kolin Elektrokimyasal etkilerle başa çıkmak için alternatif bir manyetik alan yarattı. Simetrik akış profilleri, uzun homojen manyetik alanlar, küçük nokta şekilli elektrotlar ve uzun, kesintisiz giriş bölümleri dahil olmak üzere diğer gelişmeler, TOBI tarafından ilk endüstriyel elektromanyetik akış ölçerin, daha sonra 1962’de Altometer tarafından piyasaya sürülmesine yol açtı.
Bir sonraki adım, 1967’de, Simetrik olmayan akış profilleri için giriş alanını düzeltmek için düzenli olmayan manyetik alanların tanıtılmasıyla geldi.
Bu durum, simetrik olmayan akışlarda bile ölçümün kalitesini önemli ölçüde iyileştirdi. Aynı zamanda, ölçüm sensörünün daha küçük bir modeline ve maliyetlerin büyük ölçüde azaltılmasına olanak sağladı. Bugün ortaya çıkan bu model tüm üreticiler için standart haline geldi.
1974’te elektromanyetik akış ölçerlerin doğru ölçümü ve güvenirliği, besleme geriliminin doğru akım olması ve pulse çıkışı vermesi önemli ölçüde etkiledi.
1984 yılında, tam dijital sinyal dönüştürmeyi sağlamak için mikroişlemci tabanlı sinyal dönüştürücü tanıtıldı. Bu, ortamdaki partiküllerin, düzenli olmayan akışların ve hızla değişen kimyasal bileşimlerin neden olduğu gürültünün etkisini ortadan kaldırmak için kullanılan dijital filtre tekniklerinin geliştirilmesine olanak sağlamıştır.
Geliştirme, kısmen doldurulmuş boru hatları için kapasitif seviye ölçümü özelliğine sahip bir elektromanyetik akış ölçerin piyasaya sürülmesiyle devam etti. Bu, özellikle atık su endüstrisinin gereksinimlerini karşılayacak bir ilerlemeydi.
Elektromanyetik akış ölçümü, uzaktan ölçüm noktaları için pille çalışan bir debimetre nin üretilmesiyle 2010 yılında çok önemli bir ilerleme kaydetti.
Aynı zamanda akış profilini yumuşatmak için ilk kez dikdörtgen bir boru kesiti kullanıldı. Bu, düz giriş ve çıkış bölümlerinin olmaması gibi daha az optimal koşullarda doğru bir ölçüm sağlar.
Son 50 yılda sürekli gelişme sayesinde elektromanyetik akış ölçümü günümüzde kullanılan en yaygın akış ölçer teknolojisidir. Elektromanyetik akış ölçerler her sektörde bulunabilir ve son derece güvenilir, doğru ve uygun maliyetlidir.
Elektromanyetik Akış Ölçer Kullanım Alanları Nelerdir ?
Elektromanyetik akış ölçerler bir çok sıvının akışını ölçmek için kullanılabilir.
Temiz içme suyunu ölçmek için kullanılabilirler, aynı zamanda aşındırıcı kimyasal, agresif sıvılar ve yiyecek, içecek ve ilaç endüstrilerindeki akışkanlar içinde kullanılabilir. Unutulmamalıdır ki Elektromanyetik akış ölçer ile herhangi bir akışkanı ölçebilmek için ön koşul, sıvının iletken olmasıdır. Elektromanyetik Debimetrenin ölçüm yapabilmesi için minimum iletkenlik, 1 mikrosiemen’dir. Elektromanyetik akış ölçerler, yağlar, benzen veya gazlar gibi hidrokarbonlar için kullanılamaz.
Elektromanyetik akış ölçüm prensibi nedir ?
Michael Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon yasasına dayanan bir elektromanyetik debimetrenin ölçüm prensibine göz atalım.
Bir iletken manyetik alan içinde hareket ettiğinde, bir gerilim indüklenir. Bu voltaj, manyetik alan içinde hareket eden iletkenin hızı ve iletkenin uzunluğu ile orantılıdır.
Görsel : Krohne Academy | lms.academy-online.krohne.com
(L) belirli bir manyetik alan kuvvetine sahip bir manyetik alan içinde hareket ettirilir
(B) belirli bir hız
(v) bir voltaj indüklenir
Demire sarılan bobine enerji verilerek bir manyetik alan yaratılır, bu manyetik alan içerisinden L uzunluğunda bir iletken manyetik alan içerisinde ileri geri hareket ettirilir. Bu hareket sonucunda bir gerilim oluşur bu da ampule enerji verdiği gözlemlenir. Manyetik alan içerisindeki iletken ne kadar hızlı hareket ettirilirse ampüldeki ışıkda o kadar parlak olur.
Görsel : Krohne Academy | lms.academy-online.krohne.com
“L” : manyetik bir akışkan manyetik alandan geçirilir
“B” : belirli bir hız
“v” Aşağıdaki formülle ifade edilebilen bir voltaj indüklenir:
U=B.L.v
L – burada borunun enine kesiti veya iki elektrot arasındaki mesafe – ile çarpılır
Elektromanyetik debimetrenin ana ölçüm prensibi bu şekilde açıklanabilir.
Ölçüm tüpünün üstünde ve altında bulunan iki manyetik bobin ile manyetik alan üretilir. Endüklenen voltajı almak için ölçüm tüpünün her iki tarafına iki elektrot monte edilmiştir.
İletken bir ortam ölçüm cihazından geçtiğinde, indüklenen voltaj elektrotlara takılan bir analog voltmetre ile okunabilir. Akış hızı arttıkça indüklenen voltajında arttığını görebiliriz. Böylece voltaj, ortamın akış hızıyla doğru orantılıdır. Hacimsel debi Q’ya gelmek veya başka bir deyişle ölçüm cihazından bir ortamın ne kadarının geçtiğini bulmak için,
Q = v . A
v : ortamın akış hızı, A: Boru kesiti
Görsel : Krohne Academy | lms.academy-online.krohne.com
Elektromanyetik Akış Ölçer Parçaları
Bir flowmetre iki ana parçadan oluşur, Sinyal dönüştürücü ve sensör.
Elektromanyetik Debimetre Ölçüm Tüpü Yapısı
Manyetik alan, ölçüm tüpünün dışında bulunan bobinleri tarafından üretilir. sıvıda indüklenen sinyal voltajının kısa devre olmaması için tüpün iç yapısı elektriksel olarak iletken olamaz.
Ölçüm tüpü bu nedenle normalde elektriksel olarak yalıtkan bir astar veya plastik veya seramik iç kaplama ile ferromanyetik olmayan paslanmaz çelikten yapılır. Tüpün içi ortam ile temas halindedir ve bu nedenle buna kimyasal olarak dirençli olmalıdır.
Ayrıca elektrotlar ortamla doğrudan temas halindedir ve ortama yeterli elektrik aktarımını sağlamak için korozyona dayanıklı olmalıdır. Elektrot çifti sinyal voltajını alır.
Manyetik Alan bobinlerinin korunması için bobinlerin etrafına bir muhafaza monte edilir.
Akış sensörü konvertörden ayrılmış ise ölçüm borusu üzerinde de bir bağlantı kutusu bulunmaktadır. Kompakt versiyonda sinyal dönüştürücü doğrudan sensöre monte edilmiştir.
Elektromanyetik akış ölçümü söz konusu olduğunda topraklama da önemlidir. Debimetre bir boruya bağlandığında öncelikle topraklama gereklidir.
Görsel : Krohne Academy | lms.academy-online.krohne.com
Elektromanyetik Debimetre Sinyal Dönüştürücü Ne İşe Yarar ?
Sinyal dönüştürücü manyetik alan yaratacak olan bobinlerin akım beslemesinden sorumludur.
Elektrotlarda indüklenen voltajı sinyal dönüştürücüye geri döner, bu da daha sonra ölçülen değeri bir akış hızına dönüştürür.
Ve akış hızı ekranda gösterilir
Ek olarak, sinyal dönüştürücü, sinyali yumuşatabilir ve dijital filtre tekniklerini kullanarak gürültüyü filtreleyebilir.
Dönüştürücü ayrıca doğrusallığı, giriş ve çıkışları ve dönüştürücünün diğer bileşenlerini de kontrol eder.
Bunun yanı sıra dönüştürücü, ortamdaki gaz kabarcıkları veya katı maddeler, hatalı kurulum, ortamın iletkenliği ile ilgili sorunlar, sensörün sıcaklığı veya kısmen doldurulmuş boru hatları gibi işlem koşulları hakkında bilgi sağlayabilir.
Bu yazıdaki bilgiler steffen.brauers tarafından oluşturulan Krohne Akademi Elektromanyetik Akış Ölçer Eğitiminden Alınmıştır. Krohne Akademi’ye kayıt olarak daha detaylı bilgi sahibi olabilir, eğitimleri tamamladığınızda Akademi tarafından sertifkalandırılabilirsiniz.
https://lms.academy-online.krohne.com/
Krohne Akademiye Kaydol !
