Princípio de funcionamento do medidor de vazão eletromagnético

Resumo: Informações sobre o princípio de funcionamento do eletromagnetismo medidor de vazão O medidor de vazão eletromagnético (EMF) é um novo tipo de instrumento de medição de vazão que se desenvolveu rapidamente com o avanço da tecnologia eletrônica nas décadas de 1950 e 1960. Ele funciona com base na lei da indução eletromagnética de Faraday e é utilizado para medir a vazão volumétrica de líquidos condutores. Diversos fabricantes de medidores de vazão oferecem modelos e orçamentos. Entre em contato conosco para mais informações. A seguir, detalhamos o princípio de funcionamento do medidor de vazão eletromagnético. Devido às suas vantagens únicas, os medidores de vazão eletromagnéticos têm sido amplamente utilizados na medição de vazão de diversos líquidos condutores em processos industriais, como vários ácidos, álcalis, sais e outros meios corrosivos; medidores de vazão eletromagnéticos para medição de vazão de pastas, formando áreas de aplicação únicas. Estruturalmente, um medidor de vazão eletromagnético consiste em um sensor de vazão eletromagnético e um conversor. O sensor é instalado na tubulação do processo industrial. Sua função é transformar linearmente o valor da vazão volumétrica do líquido que flui para a tubulação em um sinal de potencial induzido e enviar esse sinal para o conversor através da linha de transmissão. O conversor é instalado próximo ao sensor, amplifica o sinal de vazão enviado pelo sensor e o converte em um sinal elétrico padrão de saída proporcional ao sinal de vazão para exibição, acumulação e controle de ajuste. O princípio básico do medidor de vazão eletromagnético (1) Princípio de medição De acordo com a lei da indução eletromagnética de Faraday, quando um condutor se move em um campo magnético e corta as linhas do campo magnético, um potencial induzido e é gerado em ambas as extremidades do condutor, e sua direção é determinada pela regra da mão direita. É proporcional à intensidade de indução magnética B do campo magnético, ao comprimento L do condutor no campo magnético e à velocidade de deslocamento u do condutor. Se B, L e u forem perpendiculares entre si, então e = Blu (3-35) é semelhante a isto. Em um campo magnético uniforme com intensidade de indução magnética B, um tubo não magnético com diâmetro interno D é colocado perpendicularmente à direção do campo magnético. Quando o líquido condutor flui no tubo com velocidade u, o fluido condutor corta as linhas do campo magnético. Se um par de eletrodos for instalado em ambas as extremidades da seção do tubo perpendicular ao diâmetro do campo magnético (Figura 3-17), pode-se provar que, contanto que a distribuição da velocidade de fluxo na tubulação seja axissimétrica, uma força eletromotriz induzida também é gerada entre os dois eletrodos: e = BD (3-36), onde u é a velocidade média de fluxo na seção da tubulação. A partir disso, a vazão volumétrica da tubulação pode ser obtida como: qv=πDUˉ= (3-37) Pode-se observar na fórmula acima que a vazão volumétrica qv tem uma relação linear com a força eletromotriz induzida e e o diâmetro interno D do tubo de medição, e é inversamente proporcional à intensidade de indução magnética B do campo magnético, não tendo relação com outros parâmetros físicos. Este é o princípio de medição do medidor de vazão eletromagnético. Deve-se notar que, para que a fórmula (3-37) seja rigorosamente estabelecida, as condições de medição devem atender às seguintes premissas: ① O campo magnético é um campo magnético constante com distribuição uniforme; ② A velocidade de fluxo do fluido a ser medido é distribuída axissimetricamente; ③ O líquido medido não é magnético; ④ A condutividade do líquido medido é uniforme e homogênea. Figura 3-17 Diagrama de princípio do medidor de vazão eletromagnético 1-polo magnético; 2-eletrodo; 3-tubulação (2) Modo de excitação O modo de excitação é a forma de gerar o campo magnético. Pelo exposto, pode-se observar que, para que a fórmula (3-37) seja rigorosamente estabelecida, a primeira condição a ser satisfeita é a existência de um campo magnético uniforme e constante. Para tanto, é necessário escolher um método de excitação adequado. Atualmente, existem geralmente três métodos de excitação: excitação CC, excitação CA e excitação por onda quadrada de baixa frequência. Eles serão apresentados separadamente. 1. Excitação CC O método de excitação CC utiliza corrente contínua para gerar um campo magnético ou utiliza um ímã permanente, o que permite gerar um campo magnético constante e uniforme. A maior vantagem desse transmissor de excitação CC é que ele é pouco afetado pela interferência do campo eletromagnético CA, de modo que a influência do fenômeno de autoindutância no líquido pode ser ignorada. No entanto, o uso de um campo magnético CC facilita a polarização do eletrólito líquido que passa pelo tubo de medição, ou seja, o eletrólito é eletrolisado no campo elétrico, gerando íons positivos e negativos. Sob a ação da força do campo elétrico, os íons negativos migram para o polo positivo e os íons positivos migram para o polo negativo, conforme ilustrado na Figura 3-18. Dessa forma, os eletrodos positivo e negativo ficam circundados por íons de polaridade oposta, o que afeta seriamente o funcionamento normal do medidor de vazão eletromagnético. Portanto, a excitação CC geralmente é utilizada apenas para medir líquidos não eletrolíticos, como metais líquidos. Figura 3-18: Método de excitação CC. 2. Excitação CA. Atualmente, a maioria dos medidores de vazão eletromagnéticos utilizados na indústria emprega o modo de excitação CA com fonte de alimentação de frequência industrial (50 Hz), ou seja, seu campo magnético é gerado por corrente alternada senoidal, resultando em um campo magnético alternado. A principal vantagem do transmissor de campo magnético alternado é a eliminação da interferência de polarização na superfície do eletrodo. Além disso, como o campo magnético é alternado, o sinal de saída também é alternado, sendo muito mais fácil amplificar e converter sinais CA de baixa intensidade do que sinais CC.

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