Магнитные расходомеры используют закон электромагнитной индукции Фарадея для определения скорости жидкости, текущей по трубе. Закон Фарадея лежит в основе систем генерации электроэнергии, в которых провода проходят через магнитное поле и создают напряжение. В магнитных расходомерах генерируется магнитное поле, которое направляется в жидкость, текущую по трубе.
Для этого электромагнитные катушки могут быть расположены снаружи трубы (расходной трубки), однако расходомерная трубка должна быть немагнитной, чтобы обеспечить проникновение магнитного поля в жидкость.

Расположение катушек внутри расходомера (ближе к жидкости) может снизить электрическую мощность, необходимую для создания магнитного поля, а также уменьшить размер расходомера и затраты на изготовление.
Согласно закону Фарадея, поток проводящей жидкости через магнитное поле вызывает генерацию сигнала напряжения. Этот сигнал воспринимается электродами, расположенными на стенках расходомерной трубки. Когда катушки расположены снаружи, внутри расходомерной трубки устанавливается непроводящая оболочка для электрической изоляции электродов и предотвращения короткого замыкания сигнала. По тем же причинам для изоляции электродов внутренних катушек используются непроводящие материалы. Сама жидкость является проводником, который течет через магнитное поле и генерирует сигнал напряжения на электродах. Когда жидкость движется быстрее, генерируется большее напряжение. Закон Фарадея гласит, что создаваемое напряжение пропорционально движению текущей жидкости. Датчик обрабатывает сигнал напряжения для определения расхода жидкости.

Как использовать магнитные расходомеры
Магнитные расходомеры измеряют скорость проводящих жидкостей в трубах, таких как вода, кислоты, щелочь и суспензии. Магнитные расходомеры могут производить правильные измерения, когда электропроводность жидкости превышает примерно 5 мкСм/см. Использование магнитных расходомеров для жидкостей с низкой проводимостью, таких как деионизированная вода, питательная вода для котлов или углеводороды, может привести к отключению расходомера и измерению нулевого расхода.
Эти расходомеры не препятствуют потоку, поэтому их можно использовать для чистых, санитарных, грязных, агрессивных и абразивных жидкостей. Магнитные расходомеры могут применяться для измерения потока проводящих жидкостей, поэтому углеводороды и газы не могут быть измерены с помощью этой технологии из-за их непроводящей природы и газообразного состояния соответственно.
Магнитные расходомеры не требуют больших прямых участков вверх и вниз по потоку, поэтому их можно устанавливать на относительно коротких участках счетчика. Для магнитных расходомеров обычно требуется 5-10 диаметров прямого участка вверх по потоку и 5-2 диаметра прямого участка ниже по потоку, измеренные от плоскости электродов магнитного расходомера.

Отрасли, в которых используются магнитные расходомеры
Магнитные расходомеры составляют около 24% всех расходомеров, продаваемых сегодня. Загрязненные жидкости находят применение в водоснабжении, очистке сточных вод, горнодобывающей, перерабатывающей, энергетической, целлюлозно-бумажной и химической промышленности. Применение в сфере водоснабжения и водоотведения включает в себя коммерческое перемещение жидкостей по действующим магистралям между районами водоснабжения и водоотведения. Магнитные расходомеры используются на водоочистных станциях для измерения очищенных и неочищенных сточных вод, технической воды, воды и химикатов. Приложения в горнодобывающей и перерабатывающей промышленности включают потоки технической воды и технологических шламов, а также потоки тяжелых сред.
При должном внимании к конструкционным материалам можно измерить поток сильнокоррозионных жидкостей (таких как кислоты и щелочи) и абразивных суспензий. Применение агрессивных жидкостей обычно встречается в процессах химической промышленности и в системах подачи химикатов, используемых в большинстве отраслей промышленности. Применение шламов обычно встречается в горнодобывающей, перерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности и в сфере очистки сточных вод.
Магнитные расходомеры часто используются там, где жидкость подается самотеком. Убедитесь, что расходомер ориентирован так, что расходомер полностью заполнен жидкостью. Если не обеспечить полное заполнение расходомера жидкостью, это может существенно повлиять на измерение расхода.
Соблюдайте осторожность при эксплуатации магнитных расходомеров в условиях вакуума, поскольку некоторые вкладыши магнитных расходомеров могут разрушиться и засосаться в трубопровод при работе в вакууме, что приведет к катастрофическому повреждению расходомера. Обратите внимание, что условия вакуума могут возникнуть в трубах, которые, по-видимому, не подвергаются воздействию вакуума, например, в трубах, в которых может конденсироваться газ (часто в аномальных условиях). Аналогичным образом, чрезмерная температура в магнитных расходомерах (даже кратковременная в ненормальных условиях) может привести к необратимому повреждению расходомера.

Типичные области применения
Конструкция магнитного расходомера такова, что единственными влажными частями являются футеровка и электроды, которые могут быть изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Кроме того, прямоходная (беспрепятственная) конструкция снижает потери гидравлической энергии на расходомере (перепад давления) и вероятность истирания текущей жидкостью. Таким образом, магнитные расходомеры могут измерять многие агрессивные жидкости и абразивные суспензии. Вкладыши и электроды магнитного расходомера могут быть изготовлены из материалов, не загрязняющих жидкость. Таким образом, эти расходомеры можно применять, когда загрязнение жидкости является проблемой, например, в санитарных целях.
При работе со шламами обязательно выбирайте магнитные расходомеры таким образом, чтобы они работали со скоростью, превышающей скорость осаждения твердых частиц (обычно 1,5–2 фута в секунду), чтобы избежать заполнения трубы твердыми частицами, которые могут повлиять на измерения и потенциально остановить поток. Магнитные расходомеры для абразивных материалов обычно рассчитаны на работу на низкой скорости (обычно ниже 5–6 футов в секунду) для уменьшения износа. При работе с абразивными суспензиями расходомер должен работать со скоростью, превышающей скорость оседания твердых частиц, несмотря на повышенный износ. Эти проблемы могут изменить диапазон расходомера, поэтому его размер может отличаться от размера эквивалентного расхода чистой воды.

Рекомендации по применению магнитных расходомеров
Не используйте магнитный расходомер вблизи предела его электропроводности, поскольку расходомер может выключиться. Обеспечить учет изменения состава и условий эксплуатации, которые могут изменить электропроводность жидкости.
В типичных применениях магнитные расходомеры имеют такие размеры, чтобы скорость при максимальном расходе составляла примерно 75% от максимального расхода расходомера. Ограничения по перепаду давления и/или условия процесса могут препятствовать применению данного общего руководства. Например, для труб с гравитационной подачей может потребоваться магнитный расходомер большего размера, чтобы уменьшить перепад давления и обеспечить прохождение необходимого количества жидкости через магнитный расходомер без резервирования системы трубопроводов. В этом случае работа при одинаковом расходе в расходомере большего размера приведет к более низкой скорости жидкости по сравнению с расходомером меньшего размера.

Преимущества и недостатки
Использование электромагнитных расходомеров для измерения расхода жидкости имеет множество преимуществ. Они, как правило, неинвазивны и не имеют движущихся частей, что снижает риск поломок и частоту ремонта. Уменьшение давления расходомера также обычно не превышает уменьшение эквивалентной длины трубы, что снижает затраты на трубопроводы. Некоторые из других основных преимуществ магнитных расходомеров включают в себя:
Потребление энергии относительно низкое: для некоторых моделей требования к электрической мощности составляют всего 15 Вт.
Они не имеют механических препятствий и могут быть оснащены устойчивыми к истиранию футеровками, что делает их эффективными для измерения шламов и других эрозионных жидкостей.
Они способны работать с большинством видов кислот и щелочей, а также с водой и водными растворами благодаря материалам облицовки, которые являются одновременно изоляционными и коррозионностойкими.
Для магнитных расходомеров требуется сравнительно небольшое количество электродных металлов.
Они могут измерять как очень низкие расходы, так и очень высокие объемные расходы с минимальным диаметром примерно 0,125 дюйма и максимальным объемом до 10 кубических футов.
Обычно они могут измерять разнонаправленный поток, как вверх, так и вниз по течению.
Несмотря на эти преимущества, магнитные расходомеры также представляют определенные трудности при измерении расхода. Эти расходомеры эффективны только для проводящих жидкостей, и такие материалы, как несмешанные углеводороды и газы, измерить невозможно. Однако сами магнитные материалы также могут представлять проблемы, поскольку гидродинамические эффекты могут изменить нормальную картину потока и нарушить скорость настолько, что это помешает работе. В зависимости от размера и мощности магнитные расходомеры могут быть относительно тяжелыми, а счетчики с более высокой устойчивостью к коррозии и истиранию — дорогими.

Если вы хотите узнать, подходят ли магнитные расходомеры для вашего применения, свяжитесь с нами сегодня. Наша команда экспертов по потокам может помочь вам найти продукт, подходящий для вашего применения.