Indukcja Faraday’a

Główna podstawa teoretyczna funkcjonowania przepływomierza elektromagnetycznego opiera się o prawo indukcji elektromagnetycznej, sformułowane przez Michaela Faraday’a w 1831 r. Zgodnie z nim, w przewodniku poruszającym się w polu magnetycznym, czyli mierzonym medium, indukowana jest siła elektromotoryczna zależna od natężenia pola magnetycznego i prędkości przepływu przewodnika. W praktyce, stałe pole elektromagnetyczne wytwarzane jest przez dwie cewki umieszczone po przeciwległych stronach rury pomiarowej.

Aby wytworzyć pole elektromagnetyczne, przez cewki przepływa prąd stały o zmiennej biegunowości. Indukowane napięcie w przepływającym medium mierzone jest przez dwie elektrody umieszczone naprzeciw siebie, mające kontakt z przepływającą cieczą. Napięcie to jest proporcjonalne do prędkości przepływu badanego medium.

Zasada działania

W następnej kolejności układ elektroniczny, mając dane dotyczące przekroju poprzecznego rurociągu, oblicza objętościowy strumień przepływu.

Przewodzące, zanieczyszczone, lepkie…

Przepływomierze elektromagnetyczne znajdują zastosowanie nie tylko tam, gdzie przestaje być możliwy pomiar innymi metodami. Stanowią one rozsądną propozycje również wobec metod pomiarowych w prostych aplikacjach. Najistotniejszą rzeczą z punktu widzenia możliwości zastosowania tego rodzaju przepływomierza jest przewodność elektryczna cieczy. Pomiar przepływu cieczy przewodzących jest możliwy już od 5 μS/cm. Tym samym, zastosowanie elektromagnetyków jest mocno ograniczone w pomiarach przepływu produktów ropopochodnych oraz samej ropy naftowej. Metoda ta doskonale sprawdza się jednak w pomiarach cieczy silnie zanieczyszczonych, stanowiąc niekiedy w tym względzie jedyne możliwe rozwiązanie. Niejednorodność medium nie stanowi problemu, dzięki czemu możliwy jest skuteczny pomiar przepływu cieczy z dużą zawartością cząstek stałych lub pęcherzyków gazów, a także mediów silnie ścierających oraz agresywnych chemicznie.

Inną z zalet tej metody jest także fakt, że na zdolność pomiarową oraz dokładność (nawet 0,2%) nie ma większego wpływu lepkość ani gęstość mierzonego medium.

MAGX2 w wersji kompaktowej

Przepływomierze działają praktycznie niezależnie od ciśnienia panującego w rurociągu. Temperatura medium, mieszcząca się w zakresie pracy urządzenia, również nie ma bezpośredniego wpływu na możliwość ani dokładność pomiaru. Urządzenia firmy Arkon mogą być instalowane w rurociągach o średnicach od DN10 do DN1000, a ich przewagą serwisową jest brak części ruchomych, mających kontakt z medium. Dzięki temu, urządzenia elektromagnetyczne charakteryzują się dużą niezawodnością. Wart zaznaczenia jest również fakt, że z uwagi na konstrukcje, nie mamy tutaj do czynienia ze spadkiem ciśnienia, a częste zmiany przewodności właściwej cieczy nie mają istotnego wpływu na dokładność pomiaru.

MAGX2. Kompaktowy lub zdalny

Każdy przepływomierz MAGX2 zasadniczo składa się z czujnika przepływu oraz przetwornika – dwóch elementów, które dopiero połączone ze sobą stanowią kompletny przepływomierz. Urządzenie może zostać skonfigurowane jako urządzenie kompaktowe – czujnik przepływu oraz przetwornik montowane są bezpośrednio ze sobą, a wartość mierzona wyświetlana jest bezpośrednio w miejscu pomiarowym. Dla aplikacji wymagających zdalnego połączenia przetwornika np. z uwagi na środowisko lub temperaturę medium, możliwa jest konfiguracja zdalna. Wówczas przetwornik można zamontować na ścianie, panelu lub szynie DIN. W przeciwieństwie do urządzeń elektromagnetycznych innych producentów, sygnał pomiędzy czujnikiem a przetwornikiem MAGX2 nie jest przesyłany analogowo lecz cyfrowo.

Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest usytuowanie przetwornika nawet w odległości do 500 m od czujnika, bez konieczności wzmocnienia sygnału. Czujnik przepływu posiada stopień ochrony IP68 oraz obudowę pokrytą powłoką antykorozyjną, dzięki czemu urządzenia z powodzeniem może być stosowane w miejscach o dużej wilgotności, zalanych lub zalewanych okresowo.

Skonfiguruj swój własny przepływomierz

Dzięki innowacyjnej konstrukcji modułowej „Plug & Play”, przepływomierz MAGX2 jest uniwersalnym, elastycznym i atrakcyjnym cenowo rozwiązaniem. Przetwornik urządzenia składa się na standardową, prostą jednostkę centralną, która może zostać wyposażona w moduły zgodnie z życzeniem.

Przetwornik MAGX2

Każdy moduł jest w zasadzie niewielkim (o wielkości dużego znaczka pocztowego) układem elektronicznym, który może być dowolnie instalowany i usuwany z jednostki centralnej, zaledwie w ciągu kilku sekund. Dzięki takiemu rozwiązaniu można zawsze doposażyć posiadany przepływomierz o kolejne moduły komunikacji, dostosowując układ do zmieniających się wymogów systemowych.

Wyjątkowe opcje komunikacji

Wyniki pomiarów zapisywane są na karcie pamięci microSD (w formacie *.csv), a następnie mogą być transmitowane za pomocą bardzo wielu dostępnych technologii komunikacyjnych. Wszystkie moduły funkcjonują w oparciu o protokół MODBUS RTU, a urządzenia można skonfigurować w popularne moduły komunikacji i wyjść, takie jak porty RS232 oraz RS485, wyjście prądowe (4 …. 20 mA), napięciowe (0 … 10 V) czy też impulsowe.

Dodatkowo, MAGX2 posiada możliwość dołączenia mniej standardowych modułów, jak np. Bluetooth – moduł, który dzięki zastosowaniu technologii bezprzewodowej, pozwala na komunikację z urządzeniem do 50 m w budynkach oraz 200 m w terenie otwartym.

Innym rozwiązaniem bezprzewodowym, dostępnym dla MAGX2, jest moduł komunikacji w oparciu o GPRS – wynik pomiaru może być odczytany praktycznie z dowolnego miejsca na świecie. Co istotne, zastosowanie modułu GPRS pozwala na zachowanie stopnia ochrony IP67 przetwornika. Gamę modułów bezprzewodowych zamyka moduł GSM-SMS, umożliwiający bezprzewodowe monitorowanie pracy urządzenia przy współpracy z aktywną kartą sim. Urządzenie wyposażone w ten moduł wysyła informację o aktualnym przepływie na numer telefonu lub serwer SMS. Użytkownik może również w każdej chwili, za pomocą wiadomości SMS, wysyłać polecenia do przepływomierza (np. polecenie wysłania aktualnego stanu licznika). W szerokiej gamie możliwości komunikacyjnych, istnieje również moduł TCP/IP pozwalający na podłączenie przepływomierza do zasobów sieciowych oraz komunikację za pośrednictwem sieci lokalnej lub internet.

Wybór materiału zwilżanego i elektrody

Tak jak w przypadku niemal każdego urządzenia pomiarowego mającego styczność z mierzonym medium, rodzaj materiału zwilżanego oraz elektroda są ważnymi kwestiami przy wyborze odpowiedniego przepływomierza elektromagnetycznego. Każdy materiał ma bowiem swoje ograniczenia temperaturowe i odpornościowe, które należy wziąć pod uwagę przy doborze urządzenia do medium o znanych parametrach.

Pierścienie uziemiające

Wszystkie czujniki przepływomierza MAGX2 posiadają dwie elektrody uziemiające. W aplikacjach na rurach plastikowych oraz metalowych z wykładziną wewnętrzną, niezbędne jest zastosowanie dodatkowych pierścieni uziemiających.

MAGX2 to nie wszystko

MAGX2 to najbardziej rozbudowany i zaawansowany model czeskiego producenta. W ofercie Arkona znajdują się jednak jeszcze inne wersje. MAGB1 to zasilany bateryjnie przepływomierz, który może pracować z dokładnością ±0.5%. Pozwala to na zastosowanie go praktycznie wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba rzetelnego pomiaru przepływu, a nie ma możliwości doprowadzenia zewnętrznego źródła zasilania. MAGB1 zasilany jest dwiema bateriami litowymi o napięciu 3,6 V.

MAGB1 kompakt

Dzięki wbudowanym algorytmom wspomagającym optymalizację zmniejszenia zużycia energii, przewidywany czas pracy baterii wynosi aż 5 lat. Po wyczerpaniu, bateria może być bez problemu wymieniona na nową, a gdy w miejscu instalacji przepływomierza pojawi się możliwość zasilania, można doprowadzić zasilanie zewnętrzne 3,7 V DC. Urządzenie dostępne w wersji kompaktowej lub rozłącznej może zostać wyposażone w wyjście impulsowe oraz posiada możliwość komunikacji przez USB, przy użyciu protokołu MODBUS RTU. Dodatkowo można dołączyć moduł GSM-SMS oraz GPRS.

Przepływomierz MAGB1 dedykowany jest do średnic DN25-DN250. Przepływomierz MAGS1 stanowi odpowiedź firmy Arkon na potrzeby rynku odnośnie prostego i taniego urządzenia.

MAGS1

Model ten dedykowany jest do stosowania w aplikacjach z istniejącym systemem PLC oraz komunikacją RS485 opartą o MODBUS RTU. Przepływomierz nie wymaga przetwornika i może pracować samodzielnie w rurociągach o średnicach DN25 – DN250. Niezależnie od modelu, każdy przepływomierz marki Arkon można wyposażyć w dostosowane do medium materiały zwilżane i elektrody. Co istotne, każde urządzenie dostarczane jest z indywidualnym certyfikatem kalibracji.

Jakość poparta doświadczeniem

Firma Arkon od 2000 roku dostarcza swoje rozwiązania do odbiorców na całym świecie. Dzięki wysokiej jakości swoich urządzeń wyposażonych w nowoczesne technologie transmisji danych, przepływomierze marki Arkon cieszą się stale rosnącym zainteresowaniem zakładów w zachodniej Europie, Ameryce Północnej i Południowej oraz Azji. Od 2011 roku aparatura spod znaku Arkon dostępna jest także na polskim rynku.