مقياس التدفق الكهرومغناطيسي هو جهاز قياس تدفق يعتمد على قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، وهو مخصص لمراقبة حجم تدفق السوائل الموصلة. يقوم مبدأه الأساسي على أنه عند تدفق سائل موصل عبر مجال مغناطيسي، تتولد قوة دافعة كهربائية مستحثة، تتناسب طرديًا مع متوسط سرعة تدفق السائل، ويتم رصدها بواسطة أقطاب كهربائية وتحويلها إلى إشارة خرج قياسية.

1. الهيكل ومبدأ العمل

المكونات الأساسية

نظام الدائرة المغناطيسية: يولّد مجالًا مغناطيسيًا متناوبًا (تردد طاقة 50 هرتز) لتجنب استقطاب الأقطاب الكهربائية الناتج عن المجال المغناطيسي المستمر.

قسطرة القياس: تُستخدم مواد غير مغناطيسية (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والسيراميك) لضمان اختراق خطوط القوة المغناطيسية للسائل.

القطب الكهربائي: مادة غير مغناطيسية من الفولاذ المقاوم للصدأ، متساوية مع البطانة لمنع تراكم الرواسب.

البطانة: مادة عازلة (مثل بولي تترافلوروإيثيلين، والمطاط)، مقاومة للتآكل، ومعزولة عن قصر الدائرة المحتمل.

المحوّل: يُضخّم إشارات الحث الضعيفة، ويكبح التداخل، ويُخرج إشارات تتراوح بين 4 و20 مللي أمبير أو إشارات رقمية.

2. الميزات الأساسية

عدم فقدان الضغط: لا يحتوي خط الأنابيب على أجزاء مانعة للتداخل، ويدعم القياس ثنائي الاتجاه، ويتطلب مقطعًا مستقيمًا (في الاتجاه العلوي ≥10D، وفي الاتجاه السفلي ≥5D).

مقاومة تداخل قوية: لا يتأثر القياس بتغيرات الكثافة واللزوجة والضغط ودرجة الحرارة.

قابلية تطبيق واسعة: يغطي قطر الأنبوب DN3-DN3000، وهو مقاوم للأحماض القوية والوسائط التي تحتوي على القلويات/الجسيمات، مثل الطين ومياه الصرف الصحي (من خلال تكييف مادة البطانة/القطب الكهربائي).

القيود الرئيسية:

‌متطلبات متوسطة: ينطبق فقط على السوائل الموصلة (موصلية ≥5 ميكرو سيمنز/سم)، ولا يمكن قياس منتجات الغاز/البترول.

‌شروط التركيب: يجب ضمان حالة الأنبوب الكاملة، ومتطلبات مقطع الأنبوب المستقيم هي: المنبع ≥5DN، المصب ≥2DN.

‌التداخل البيئي: يجب حماية المجالات الكهرومغناطيسية القوية (<400 أمبير/متر).

‌3. سيناريوهات التطبيق النموذجية

الصناعات الكيميائية: مراقبة تدفق الأحماض والقلويات القوية (تصميم مقاوم للتآكل في البطانة).

معالجة المياه: قياس مياه الصرف الصحي البلدية ومياه الصرف الصناعي (تداخل مضاد للشوائب).

الأغذية والأدوية: تصميم صحي يلبي متطلبات التعقيم.

4. المعايير الرئيسية للاختيار (مرجع). معلمات العملية: قابلية التكيف مع الوسط، خصائص السوائل (التآكل/النظافة)، نطاق درجة الحرارة/الضغط (يمكن أن يصل تخصيص الضغط العالي إلى 32 ميجا باسكال)، نطاق التدفق، الموصلية ≥5 ميكروثانية/سم.

الشكل الهيكلي: نوع متكامل: بيئة درجة حرارة عادية وضغط منخفض (≤180 درجة مئوية). نوع منفصل: درجة حرارة عالية/موقع قاسٍ (مقاومة درجة حرارة المستشعر، تركيب المحول عن بُعد). نوع التوصيل: مناسب لأنابيب القطر الكبير.

5. تصنيف التكنولوجيا السائدة: نوع الإثارة منخفض التردد: مضاد قوي للتداخل، مناسب للسوائل التي تحتوي على شوائب (مثل الملاط). نوع الإثارة عالي التردد: دقة ±0.1%، مناسب للسوائل النظيفة (مثل المياه النقية المستخدمة في المستحضرات الصيدلانية). نوع الإثارة مزدوج التردد: متكيف مع ظروف العمل المعقدة (مثل السوائل المختلطة بالفقاعات/الجسيمات). تتميز مقاييس التدفق الكهرومغناطيسية بقياسات بدون تلامس وموثوقية عالية، وقد أصبحت المنتج الرئيسي لمراقبة تدفق السوائل الموصلة. ولا غنى عنها في مجالات المواد المسببة للتآكل وحماية البيئة.