מהי המוליכות המינימלית הנדרשת עבור מד זרימה אלקטרומגנטי?

דרישת המוליכות המינימלית היא שיקול חשוב בבחירת מד זרימה אלקטרומגנטי. בניגוד למדי זרימה מכניים או מדי זרימה אולטרסאונדים, מדי זרימה אלקטרומגנטיים דורשים שהנוזל הנמדד יהיה בעל רמה מסוימת של מוליכות חשמלית על מנת לייצר אות מדיד.

באופן כללי, רוב מדי הזרימה האלקטרומגנטיים דורשים מוליכות נוזלית של:

≥ 5 מיקרו-שניות/ס"מ (מיקרו-סימנס לסנטימטר)

חלק ממדדי הזרימה האלקטרומגנטיים בעלי ביצועים גבוהים יכולים למדוד נוזלים עם מוליכות נמוכה יותר, אך למדידה אמינה ויציבה, בדרך כלל מומלצת מוליכות מעל 5 מיקרושנייה/ס"מ.

מדוע מוליכות משפיעה על מדידת מד זרימה אלקטרומגנטי?

מד זרימה אלקטרומגנטי פועל לפי חוק פאראדיי של אינדוקציה אלקטרומגנטית.

כאשר נוזל מוליך עובר דרך השדה המגנטי שנוצר על ידי החיישן, נוצר מתח מושרה. האלקטרודות המותקנות בתוך החיישן מזהות את אות המתח הזה, והממיר מחשב את מהירות הזרימה.

עוצמת האות שנוצר תלויה במוליכות החשמלית של הנוזל.

אם מוליכות הנוזל נמוכה מדי:

* אות המתח המושרה נחלש מאוד.
* האלקטרודות אינן יכולות לזהות אות יציב.
* התפוקה עשויה להשתנות.
מד הזרימה עשוי להציג קריאות לא יציבות או לא מדויקות.

לכן, מוליכות היא אחד הגורמים המרכזיים המשפיעים על ביצועי מד הזרימה האלקטרומגנטי.

דרישות מוליכות אופייניות לנוזלים שונים

לנוזלים שונים יש רמות מוליכות שונות.

יישומים מתאימים

מדי זרימה אלקטרומגנטיים נמצאים בשימוש נרחב עבור נוזלים כגון:

מי ברז

* מתאים בדרך כלל למדידה אלקטרומגנטית.

שפכים

* יישום מצוין מכיוון ששפכים מכילים בדרך כלל מינרלים ויונים מומסים.

מי תהליך תעשייתי

* מתאים ברוב המקרים.

חומצות ובסיסים

* בדרך כלל ניתן למדידה אם המוליכות מספקת.

תרחיף ועיסה

* מתאים עקב יונים מומסים וחלקיקים מרחפים.

יישומים עם מוליכות נמוכה

לנוזלים מסוימים יש מוליכות חשמלית נמוכה מאוד וייתכן שלא יתאימו למדידת זרימה אלקטרומגנטית.

דוגמאות כוללות:

מים טהורים

למים טהורים במיוחד יש מוליכות נמוכה מאוד, לעיתים מתחת לגבול המדידה של מדי זרימה אלקטרומגנטיים סטנדרטיים.

יישומים כוללים:

* מים לייצור מוליכים למחצה
* מים טהורים למעבדה
* מערכות מים מזוקקות

במקרים אלה, מדי זרימה אולטרסאונד הם בדרך כלל בחירה טובה יותר.

נוזלי פחמימנים

נוזלים כגון:

* שמן
* דלק סולר
בנזין
* שמן הידראולי

בעלי מוליכות נמוכה מאוד ובדרך כלל לא ניתן למדוד אותם באמצעות מדי זרימה אלקטרומגנטיים סטנדרטיים.

טכנולוגיות חלופיות עשויות לכלול:

* מדי זרימת מסה של קוריוליס
* מדי זרימה של טורבינות
* מדי זרימה חיוביים
* מדי זרימה אולטרסאונד (בהתאם ליישום)

כיצד לבדוק מוליכות נוזלים לפני בחירת מד זרימה?

לפני בחירת מד זרימה אלקטרומגנטי, מומלץ לבדוק:

1. קומפוזיציה בינונית

להבין האם הנוזל מכיל:

* מלחים מומסים
* מינרלים
חומצות או בסיסים
חלקיקים מוליכים

לנוזלים המכילים יונים יש בדרך כלל מוליכות גבוהה יותר.

2. ערך מוליכות בפועל

יש למדוד את המוליכות בתנאי הפעלה בפועל.

גורמים חשובים כוללים:

* טמפרטורת נוזל
* ריכוז כימי
* תנאי תהליך

מוליכות יכולה להשתנות באופן משמעותי עם טמפרטורה וריכוז.

מה קורה אם המוליכות נמוכה מדי?

כאשר המוליכות נמוכה מהטווח המומלץ, משתמשים עשויים לחוות:

פלט לא יציב

קצב הזרימה המוצג עשוי לקפוץ או להשתנות גם כאשר הזרימה בפועל יציבה.

שגיאת זרימה אפסית

ייתכן שהממיר לא יזהה אות מספיק ועשוי להציג זרימה אפס.

דיוק גרוע

ייתכן שהערך הנמדד יהיה בעל סטייה גדולה מהצפוי.

פתרונות ליישומים בעלי מוליכות נמוכה

אם מוליכות הנוזל קרובה לדרישה המינימלית, ניתן לשקול מספר פתרונות:

1. אשר את המוליכות בפועל

לעיתים הבעיה נגרמת מהנחות שגויות לגבי תכונות הנוזל. מדידת המוליכות בפועל יכולה לסייע בקביעת התאמתה.

2. בחר מד זרימה אלקטרומגנטי מתאים

לחלק מדי הזרימה האלקטרומגנטיים המתקדמים יש יכולות עיבוד אותות משופרות ויכולים להתמודד טוב יותר עם יישומים בעלי מוליכות נמוכה יותר.

3. בחרו טכנולוגיית מדידה חלופית

אם מוליכות הנוזל נמוכה במיוחד, יש לקחת בחשבון:

* מד זרימה אולטרסאונד עם הצמדה
* מד זרימה אולטרסאונד מובנה
מד זרימת קוריוליס

הבחירה תלויה בסוג הנוזל, דרישת הדיוק, גודל הצינור ותנאי ההתקנה.

האם טמפרטורה משפיעה על מוליכות?

כן. מוליכות נוזלים משתנה עם הטמפרטורה.

בְּדֶרֶך כְּלַל:

* טמפרטורה גבוהה יותר מגבירה את המוליכות.
* טמפרטורה נמוכה יותר מפחיתה את המוליכות.

לדוגמה, מוליכות מים הנמדדת ב-20 מעלות צלזיוס עשויה להיות שונה מהערך ב-60 מעלות צלזיוס.

לכן, הערכת המוליכות צריכה לקחת בחשבון את טמפרטורת ההפעלה בפועל של היישום.

המוליכות המינימלית הנדרשת עבור רוב מדי הזרימה האלקטרומגנטיים היא כ-5 מיקרושניות/ס"מ. לנוזל חייבת להיות מוליכות חשמלית מספקת כדי לייצר אות מתח מדיד בין האלקטרודות.

מדי זרימה אלקטרומגנטיים אידיאליים לנוזלים מוליכים כגון מים, שפכים, כימיקלים ותרחיף. עם זאת, הם אינם מתאימים לנוזלים שאינם מוליכים כגון נפט, דלק ומים טהורים במיוחד.

לפני בחירת מד זרימה אלקטרומגנטי, יש לוודא תמיד את מוליכות הנוזל, הטמפרטורה ותנאי התהליך כדי להבטיח מדידה אמינה ומדויקת.