Máy phát lưu lượng từ, thường được gọi là magmeter, là các thiết bị công nghiệp được thiết kế để đo tốc độ dòng chảy thể tích của chất lỏng dẫn điện bằng cách sử dụng định luật cảm ứng điện từ Faraday. Các thiết bị này tạo ra một từ trường bên trong một ống dòng chảy và phát hiện điện áp do sự di chuyển của chất lỏng dẫn điện qua trường này gây ra. Biên độ của điện áp cảm ứng tỷ lệ thuận trực tiếp với vận tốc dòng chảy, cho phép đo chính xác mà không cần các bộ phận chuyển động cơ học. Máy phát lưu lượng từ đặc biệt có giá trị vì độ sụt áp tối thiểu, độ chính xác cao (thường là ±0,5–1% tốc độ dòng chảy) và phù hợp với các chất lỏng ăn mòn hoặc mài mòn, bao gồm bùn và hóa chất ăn mòn. Thiết kế chắc chắn của chúng, thường có lớp lót bằng PTFE, polyurethane hoặc neoprene và điện cực làm bằng thép không gỉ, Hastelloy hoặc bạch kim-iridi, đảm bảo độ tin cậy trong các môi trường khắc nghiệt như xử lý nước, chế biến hóa chất và khai thác mỏ. Là một công nghệ chủ đạo trên thị trường đo lưu lượng, máy phát lưu lượng từ chiếm khoảng 15% doanh số bán máy đo lưu lượng mới trên toàn cầu, với sự chấp nhận ngày càng tăng trong các ngành ưu tiên độ chính xác và độ bền.
Máy phát lưu lượng từ hoạt động theo định luật cảm ứng điện từ Faraday, trong đó nêu rõ rằng một điện áp được tạo ra khi một chất lỏng dẫn điện di chuyển qua một từ trường. Ống dòng chảy của máy phát chứa một cặp cuộn dây trường được cung cấp năng lượng bởi nguồn dòng điện xoay chiều (AC) hoặc dòng điện một chiều xung (DC), tạo ra một từ trường vuông góc với hướng chất lỏng. Các điện cực được gắn phẳng với thành ống phát hiện điện áp cảm ứng, tỷ lệ với vận tốc chất lỏng trung bình (E = B × L × v, trong đó B là mật độ từ thông, L là khoảng cách giữa các điện cực và v là vận tốc chất lỏng). Tín hiệu này được xử lý bởi một máy phát tích hợp để tính toán tốc độ dòng chảy thể tích dựa trên diện tích mặt cắt ngang của đường ống. Các yếu tố thiết kế chính bao gồm lớp lót không dẫn điện để cách ly tín hiệu khỏi thành ống, các điện cực chống ăn mòn và xử lý tín hiệu tiên tiến để giảm thiểu tiếng ồn từ điện áp lạc hoặc nhiễu loạn chất lỏng. Các máy phát hiện đại cũng có các chẩn đoán để phát hiện lớp phủ điện cực và báo hiệu ống rỗng tự động. Đường dẫn dòng chảy không bị cản trở của chúng đảm bảo không mất áp suất và chúng yêu cầu đường ống phía trên tối thiểu (chỉ năm đường kính ống) để đo chính xác, giảm chi phí lắp đặt.
Máy phát lưu lượng từ được triển khai trong các ngành công nghiệp nơi chất lỏng dẫn điện (độ dẫn điện tối thiểu 1–10 μS/cm) yêu cầu giám sát chính xác. Trong xử lý nước và nước thải, chúng đo nước uống, nước thải và các chất phụ gia hóa học, tận dụng khả năng miễn nhiễm với chất rắn lơ lửng và khả năng chống mài mòn. Ngành công nghiệp hóa chất dựa vào chúng đối với các chất lỏng ăn mòn như axit hoặc chất ăn da, với vật liệu lót (ví dụ: PTFE để chống ăn mòn cao) đảm bảo tuổi thọ. Các ứng dụng khai thác và chế biến khoáng sản bao gồm giám sát dòng bùn, trong đó khả năng xử lý hỗn hợp mài mòn với các hạt rắn của máy phát ngăn ngừa tắc nghẽn. Sản xuất thực phẩm và đồ uống sử dụng các thiết kế vệ sinh với khả năng tương thích làm sạch tại chỗ (CIP) cho các chất lỏng như sữa hoặc xi-rô. Ngoài ra, trong dược phẩm, magmeter với các phụ kiện vệ sinh theo dõi các dung môi dẫn điện trong khi vẫn duy trì độ vô trùng. Tính linh hoạt của chúng mở rộng đến các hệ thống tưới tiêu, nơi chúng đo lưu lượng nước trong các kênh hoặc đường ống hở với việc bảo trì tối thiểu.
Những ưu điểm chính của máy phát lưu lượng từ bao gồm độ sụt áp tối thiểu do đường dẫn dòng chảy không bị cản trở, độ chính xác cao không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi mật độ hoặc độ nhớt của chất lỏng và phù hợp với phép đo dòng chảy hai chiều. Chúng cung cấp đầu ra tuyến tính tỷ lệ với tốc độ dòng chảy và vượt trội trong việc xử lý các chất lỏng ăn mòn hoặc mài mòn với lớp lót và điện cực thích hợp. Tuy nhiên, những hạn chế bao gồm không có khả năng đo các chất lỏng không dẫn điện (ví dụ: hydrocacbon hoặc khí) và độ nhạy với việc làm đầy ống không hoàn toàn, có thể gây ra lỗi đo. Bọt khí hoặc sự tích tụ chất rắn trên điện cực cũng có thể làm giảm độ chính xác, mặc dù các thiết kế hiện đại kết hợp các chẩn đoán để cảnh báo người dùng về các vấn đề như vậy. Mức tiêu thụ năng lượng, trước đây cao do kích thích cuộn dây, đã được cải thiện với các thiết bị điện tử tiên tiến và các tùy chọn chạy bằng pin, làm cho chúng khả thi cho các địa điểm từ xa.
Việc lựa chọn máy phát lưu lượng từ yêu cầu đánh giá độ dẫn điện của chất lỏng (đảm bảo nó vượt quá ngưỡng tối thiểu của máy phát), xếp hạng nhiệt độ/áp suất và khả năng tương thích của vật liệu ướt với chất lỏng. Việc lựa chọn lớp lót là rất quan trọng—ví dụ, polyurethane để chống mài mòn hoặc PTFE cho nhiệt độ cao. Việc lựa chọn điện cực phụ thuộc vào độ ăn mòn của chất lỏng; titan hoạt động tốt trong môi trường clorua, trong khi Hastelloy chống lại axit oxy hóa. Việc lắp đặt phải đảm bảo các điều kiện ống đầy đủ và tránh rung động hoặc bẫy khí. Vòng nối đất được khuyến nghị cho các đường ống không dẫn điện để ngăn chặn nhiễu tín hiệu. Hiệu chuẩn phải có thể truy nguyên theo các tiêu chuẩn và việc tích hợp với các hệ thống như PLC hoặc SCADA được tạo điều kiện bởi các đầu ra (4–20 mA, HART, PROFIBUS). Bảo trì thường xuyên bao gồm việc xác minh độ sạch của điện cực và tính toàn vẹn của lớp lót, đặc biệt là trong các dịch vụ mài mòn.
Máy phát lưu lượng từ cung cấp một giải pháp mạnh mẽ để đo chất lỏng dẫn điện, kết hợp độ chính xác cao với chi phí vòng đời thấp. Khi các ngành công nghiệp nhấn mạnh tự động hóa và hiệu quả tài nguyên, vai trò của chúng trong các quy trình quan trọng—từ xử lý bùn đến định lượng hóa chất—sẽ mở rộng. Những phát triển trong tương lai có thể tập trung vào chẩn đoán thông minh hơn, kết nối không dây và vật liệu nâng cao cho các điều kiện khắc nghiệt, củng cố hơn nữa vị trí của chúng trong thiết bị công nghiệp.
Người liên hệ: Ms. Caroline Chan
Tel: 13271919169