Przepływomierze elektromagnetyczne - zasada działania i dobór

Przepływomierz elektromagnetyczny to najlepszy wybór do pomiaru przepływu cieczy prądoprzewodzących w rurociągach zamkniętych - wody, ścieków, mieszanin i pulp. Działa bez części ruchomych, nie powoduje spadku ciśnienia i mierzy przepływ w obu kierunkach. Warunkiem zastosowania jest minimalna przewodność elektryczna medium - dla cieczy nieprzewodzących (oleje, paliwa, woda demineralizowana) metoda ta się nie sprawdzi. Poniżej wyjaśniamy zasadę działania i podpowiadamy, na co zwrócić uwagę przy doborze.

Jak działa przepływomierz elektromagnetyczny

Zasada pomiaru oparta jest na prawie indukcji elektromagnetycznej Faradaya. Cewki umieszczone na czujniku, zasilane prądem impulsowym z przetwornika, wytwarzają w rurze pole magnetyczne. Przepływająca przez nie ciecz prądoprzewodząca działa jak ruchomy przewodnik - w medium indukuje się napięcie proporcjonalne do prędkości przepływu. Napięcie to odbierają elektrody pomiarowe wprowadzone do wnętrza rury, a przetwornik przelicza je na wartość przepływu zgodnie z zależnością U = B × DN × V (indukcja pola, średnica czujnika, prędkość medium).

Kluczowy warunek: medium musi być prądoprzewodzące. Przepływomierz zmierzy wodę, ścieki, ciecze agresywne i obojętne chemicznie, zanieczyszczone, a także mieszaniny i pulpy. Nie nadaje się natomiast do cieczy nieprzewodzących - takich jak oleje, rozpuszczalniki czy paliwa.

Kiedy wybrać przepływomierz elektromagnetyczny

Metoda elektromagnetyczna ma kilka przewag, które czynią ją domyślnym wyborem dla większości aplikacji wodno-ściekowych i procesowych:

  • Brak części ruchomych - nic się nie zużywa, nie zatyka, nie wymaga okresowej wymiany wirników czy łopatek.
  • Brak spadku ciśnienia - przekrój rury pomiarowej jest pełny, medium nie napotyka przewężeń ani elementów wstawianych w strugę.
  • Pomiar cieczy zanieczyszczonych - dobrze radzi sobie z mediami z zawiesiną, mieszaninami i pulpami, które unieruchomiłyby przepływomierze mechaniczne.
  • Pomiar dwukierunkowy - urządzenie mierzy przepływ w obu kierunkach.
  • Wysoka dokładność - uchyb pomiarowy poniżej 0,5 % w szerokim zakresie prędkości.

Jeśli medium jest prądoprzewodzące i płynie rurociągiem zamkniętym, przepływomierz elektromagnetyczny będzie zwykle właściwym rozwiązaniem. Do pomiaru w kanałach otwartych lub dla cieczy nieprzewodzących należy sięgnąć po inne metody (ultradźwiękowe, radarowe).

Na co zwrócić uwagę przy doborze

  • Średnica nominalna (DN) - czujnik dobiera się pod średnicę rurociągu. Dostępny zakres to 3 - 2000 mm, co pokrywa od cienkich instalacji procesowych po duże kolektory.
  • Prędkość przepływu - zakres pomiarowy 0,1 ÷ 10 m/s. DN należy dobrać tak, aby prędkość medium mieściła się w tym przedziale (najlepiej w jego środkowej części), co zapewnia stabilny i dokładny pomiar.
  • Wykładzina czujnika - dobierana do medium i temperatury: guma twarda, guma naturalna, epoksyd lub PTFE (Tarflen). PTFE sprawdza się przy mediach agresywnych chemicznie i wyższych temperaturach.
  • Materiał elektrod - stal kwasoodporna do typowych zastosowań, a dla mediów agresywnych pallad, tytan, tantal lub hastelloy.
  • Temperatura medium - czujnik pracuje z mediami do +200°C (zależnie od wykładziny).
  • Klasa ochrony - obudowa czujnika do IP68 (możliwy montaż w studzience, zalewany), przetwornik IP65.
  • Wyjścia i komunikacja - wyjście prądowe 4-20 mA, dwa programowalne przekaźniki (sygnalizacja max/min, kierunek przepływu, dozowanie porcji, wyjście impulsowe) oraz opcjonalnie cyfrowy interfejs RS-485 z protokołem Modbus lub Profibus-DP. Wejście cyfrowe pozwala m.in. zdalnie kasować licznik objętości i sygnalizować brak medium.
  • Zasilanie - 230 V AC (maks. 15 VA) lub 18-30 V DC (maks. 0,3 A).
  • Wymagania higieniczne - dla mediów spożywczych dostępna wersja z atestem PZH.

Dobór przepływomierza - tabela

ZastosowanieRekomendowane rozwiązanie
Pomiar cieczy prądoprzewodzących w rurociągu zamkniętym (woda, ścieki, ciecze agresywne, mieszaniny, pulpy)Przepływomierz elektromagnetyczny UniEMP-05
Media spożywcze (wymagany atest PZH)UniEMP-05 w wersji z atestem PZH
Instalacje wymagające komunikacji cyfrowej (Modbus, Profibus-DP)UniEMP-05 z interfejsem RS-485

Typowe zastosowania

  • pomiar i bilansowanie przepływu wody surowej i uzdatnionej,
  • oczyszczalnie ścieków - pomiar ścieków surowych, osadów i pulp,
  • procesy technologiczne z mediami agresywnymi chemicznie,
  • dozowanie porcji i rozliczanie zużycia w instalacjach przemysłowych,
  • aplikacje spożywcze wymagające atestu higienicznego.

Dobór wykładziny, elektrod i średnicy do konkretnego medium i instalacji warto skonsultować z producentem. Jeśli potrzebujesz pomocy w doborze przepływomierza elektromagnetycznego do swojej aplikacji, skontaktuj się z nami - dobierzemy rozwiązanie do warunków pracy i parametrów medium.