เครื่องวัดอัตราการไหลสำหรับน้ำเสีย ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อวัดอัตราการไหลของน้ำเสียในท่อ เรียกว่า
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้า ของเหลวนำไฟฟ้าทุกชนิดสามารถวัดได้ด้วยเครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งมีการใช้งานที่หลากหลายและสามารถใช้วัดอัตราการไหลของน้ำเสีย น้ำเสีย ระบบระบายน้ำ ท่อระบายน้ำเสีย กรดกัดกร่อน ด่าง สารละลายเกลือ และของเหลวนำไฟฟ้าที่มีอนุภาคของแข็งและของแข็งแขวนลอย (เช่น โคลน) หรือเส้นใยต่างๆ เนื่องจากเครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถฆ่าเชื้อได้ง่าย จึงสามารถใช้วัดอัตราการไหลของอุตสาหกรรมยาและอุตสาหกรรมอาหารที่มีข้อกำหนดด้านสุขอนามัยเป็นพิเศษ เช่น พลาสมา ปศุสัตว์ ตรวจจับนม น้ำผลไม้ ไวน์ เป็นต้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลของท่อน้ำประปาและน้ำเสียขนาดใหญ่ และสามารถนำไปผลิตเป็นเครื่องวัดอัตราการไหลของท่อขนาดใหญ่ได้
มาตรวัดอัตราการไหลของน้ำทิ้งประกอบด้วยสองส่วน ได้แก่ เซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลและตัวแปลง เซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลจะถูกติดตั้งในท่อระบายน้ำทิ้ง และอัตราการไหลของน้ำทิ้งจะถูกแปลงเป็นศักย์เหนี่ยวนำ ตัวแปลงอัตราการไหลจะแปลงศักย์เหนี่ยวนำให้เป็นสัญญาณ DC แบบรวมขนาด 4~10mA เป็นเอาต์พุตสำหรับการระบุ บันทึก หรือปรับแต่ง
เซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลของน้ำเสีย
ตามหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อของเหลวนำไฟฟ้าเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กและตัดเส้นสนามแม่เหล็ก จะเกิดศักย์เหนี่ยวนำขึ้นในตัวนำ ตามหลักการนี้ เมื่อของเหลวนำไฟฟ้าไหลในแนวตั้งในสนามแม่เหล็กและตัดเส้นสนามแม่เหล็ก จะเกิดศักย์เหนี่ยวนำขึ้นบนอิเล็กโทรดทั้งสองด้วย ทิศทางของศักย์เหนี่ยวนำสามารถคำนวณได้ โดยค่าศักย์เหนี่ยวนำมีความสัมพันธ์ดังนี้
อดีต=BDv•10-8
ที่ไหน:
ศักย์เหนี่ยวนำจากอดีต (V)
B—ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (G);
D คือ เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ คือ ความยาวของตัวนำที่ตัดแนวแรงแม่เหล็กในแนวตั้งฉาก (ซม.)
V—ความเร็วของของเหลว (ซม./วินาที) ตั้งฉากกับทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็ก
ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรการไหล Q (cm3/s) และความเร็วการไหล V คือ:
Q=1/4πD
2 โวลท์
เมื่อแทนสูตรข้างต้นลงใน “Ex=BDv•10-8” เราจะได้:
ในสูตร K เรียกว่าค่าคงที่ของมาตรวัดการไหล หลังจากกำหนดค่าความเข้มเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B และเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ D และคงค่าเดิมไว้แล้ว K จะเป็นค่าคงที่ ณ เวลานี้ ศักย์เหนี่ยวนำมีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับปริมาณการไหล ด้วยวิธีนี้ การเสียบอิเล็กโทรดไว้ทั้งสองด้านของท่อ จะสามารถดึงศักย์เหนี่ยวนำออกมาได้ และอัตราการไหลของน้ำเสียสามารถวัดได้โดยเครื่องวัดการไหลและเครื่องส่งสัญญาณการไหล เซ็นเซอร์การไหลของเครื่องวัดการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้ามีโครงสร้างหลายแบบ ไม่ว่าจะเป็นโครงสร้างแบบใด โครงสร้างทั้งหมดประกอบด้วยคอยล์กระตุ้น โยคแม่เหล็ก ท่อร้อยสายไฟฟ้า อิเล็กโทรด และเปลือกหุ้ม แต่ไม่ว่าจะมีโครงสร้างแบบใด โครงสร้างเหล่านี้ประกอบด้วยคอยล์กระตุ้น โยค ท่อร้อยสายไฟฟ้า อิเล็กโทรด และเปลือกหุ้ม รวมถึงส่วนอื่นๆ เพื่อป้องกันการลัดวงจรของเส้นสนามแม่เหล็กที่ผนังท่อร้อยสายวัด และเพื่อลดการสูญเสียกระแสวนให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในสนามแม่เหล็กสลับแรงสูง ท่อร้อยสายวัดจึงทำจากวัสดุที่มีความต้านทานสูงซึ่งไม่นำไฟฟ้าแม่เหล็ก โดยทั่วไปแล้วจะเป็นสแตนเลส พลาสติกเสริมใยแก้ว หรือโลหะผสมอลูมิเนียมบางชนิดที่มีความต้านทานสูง
ท่อวัดอัตราการไหลบุด้วยยางทนกรด เรซินอีพอกซี โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน และวัสดุอื่นๆ เช่น เทฟลอน PTFE PFA ยาง ฯลฯ หน้าที่ของท่อวัดอัตราการไหลคือป้องกันไม่ให้ขั้วไฟฟ้าทั้งสองเกิดการลัดวงจรจากท่อโลหะ และปรับให้เข้ากับการกัดกร่อนของน้ำเสีย
โดยทั่วไปแล้วอิเล็กโทรดทำจากสแตนเลส และยังทำจากแพลทินัม แทนทาลัม ไทเทเนียม แฮสเทลลอย ทังสเตนคาร์ไบด์ ฯลฯ อิเล็กโทรดจะแนบสนิทกับผิวท่อเพื่อให้การไหลของของไหลเป็นไปอย่างราบรื่น โดยทั่วไปอิเล็กโทรดจะติดตั้งในแนวนอนในท่อเพื่อป้องกันการสะสมของคราบสกปรกบนอิเล็กโทรด
เพื่อลดการรบกวนแบบควอดราเจอร์ จะมีการดึงสายไฟสองเส้นจากอิเล็กโทรดตัวหนึ่ง แล้วบายพาสขั้วแม่เหล็กเพื่อสร้างห่วงสองวง ซึ่งเชื่อมต่อกับโพเทนชิออมิเตอร์ศูนย์ การปรับโพเทนชิออมิเตอร์ศูนย์จะช่วยขจัดสัญญาณรบกวนที่เข้าสู่เครื่องมือวัดการไหล ศักย์ไฟฟ้าจะหักล้างกันและทำหน้าที่ระงับสัญญาณรบกวนแบบควอดราเจอร์
เครื่องแปลงกระแสน้ำ
งานของชิ้นส่วนการแปลงมาตรวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้าคือการแปลงสัญญาณเอาต์พุต E ของชิ้นส่วนการตรวจจับให้เป็นสัญญาณไฟฟ้ามาตรฐาน DC 4~10mA
ศักย์เหนี่ยวนำ Bx เป็นสัญญาณสลับที่อ่อน โดยทั่วไปมีเพียงไม่กี่มิลลิโวลต์ และมาพร้อมกับส่วนประกอบการรบกวนต่างๆ ดังนั้นตัวแปลงจึงต้องมีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงและสามารถระงับส่วนประกอบการรบกวนต่างๆ ได้
คุณสมบัติของการวัดอัตราการไหลของน้ำเสียแบบแม่เหล็ก
1. ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในท่อวัดหรือชิ้นส่วนที่ยื่นออกมาจากภายในท่อ ดังนั้นการสูญเสียแรงดันของมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำเสียจึงน้อยมาก เกือบจะเท่ากับศูนย์
2. มีความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างกระแสขาออกและอัตราการไหล และไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำทิ้ง (อุณหภูมิ ความดัน ความหนืด) และสถานะการไหล ช่วงอัตราการไหลยังกว้าง สามารถแปลงเป็น 100:1 ได้
3. องค์ประกอบการตรวจจับไม่ได้สัมผัสกับน้ำเสียและสามารถใช้ตรวจจับน้ำเสียที่กัดกร่อนและมีฤทธิ์กัดกร่อนซึ่งอาจมี HCL, H2SO4 และกรดไนตริก
4. เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำเสียมีการตอบสนองที่รวดเร็ว สามารถใช้สำหรับการวัดอัตราการไหลของน้ำเสียแบบเป็นจังหวะ
5. อัตราส่วนช่วงสูงถึง 1:100 และช่วงการวัดการไหลของน้ำเสียก็กว้างเพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงของน้ำเสียในปริมาณมาก
6. สามารถสร้างเซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลได้หลากหลายขนาด โดยมีขนาดมาตรฐานให้เลือก 1/2 นิ้ว 1 นิ้ว DN50 2 นิ้ว 3 นิ้ว 4 นิ้ว DN100 DN200 มาตรวัดอัตราการไหลของน้ำเสีย 6 นิ้ว มาตรวัดอัตราการไหลของน้ำเสีย 8 นิ้ว 10 นิ้ว 12 นิ้ว 14 นิ้ว 16 นิ้ว 18 นิ้ว เป็นต้น
ข้อจำกัดและข้อบกพร่องของเครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำเสียแบบแม่เหล็ก
1. น้ำทิ้งที่วัดได้จะต้องเป็นของเหลวที่มีสภาพนำไฟฟ้า และโดยทั่วไปต้องมีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่า 10-4 วินาที/ซม. เครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำเสียแบบแรงโน้มถ่วง
2. เนื่องจากข้อจำกัดของวัสดุบุผิวท่อร้อยสาย โดยทั่วไปช่วงอุณหภูมิที่ใช้จะอยู่ที่ 0-200°C และเนื่องจากอิเล็กโทรดฝังอยู่ในท่อร้อยสาย แรงดันใช้งานของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้าจึงถูกจำกัดไว้ในระดับหนึ่งเช่นกัน
3. น้ำเสียไม่ควรมีน้ำมัน ไขมัน หรือจารบีมากเกินไป เพราะจะเกาะติดอิเล็กโทรดจนส่งผลต่อการทำงานปกติของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็ก
การติดตั้งมาตรวัดอัตราการไหลของแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับน้ำเสีย
1. ตำแหน่งการติดตั้งควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าท่อวัดสามารถเติมน้ำเสียได้ตลอดเวลา โดยควรติดตั้งในแนวตั้งและตำแหน่งติดตั้งน้ำเสียจะไหลจากล่างขึ้นบน เพื่อลดข้อผิดพลาดที่เกิดจากฟองอากาศบนอิเล็กโทรดเมื่อของเหลวไหล เมื่อติดตั้งในแนวนอน อิเล็กโทรดทั้งสองต้องอยู่ในระดับเดียวกัน ระยะห่างระหว่างวาล์วและเซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลของน้ำเสียควรอย่างน้อย 5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ
2. ตั้งค่ากราวด์แยกต่างหาก และอย่าต่อสายกราวด์เข้ากับสายกราวด์ทั่วไป เช่น มอเตอร์และเครื่องใช้ไฟฟ้า หรือกับท่อระบายน้ำด้านบนและด้านล่าง ชิ้นส่วนแปลงได้รับการต่อกราวด์ผ่านสายเคเบิลแล้ว และต้องไม่ต่อกราวด์ซ้ำอีก
3. สถานที่ติดตั้งควรอยู่ห่างจากแหล่งแม่เหล็กทั้งหมด และไม่มีการสั่นสะเทือน
4. เครื่องส่งสัญญาณและท่อโลหะเชื่อมต่อกันด้วยหน้าแปลนหรือเกลียว หากไม่น่าเชื่อถือ ควรเชื่อมต่อด้วยสายโลหะ
การบำรุงรักษาเครื่องวัดอัตราการไหลแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับน้ำเสีย
การติดตั้งมาตรวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้าตามข้อกำหนดข้างต้น แม้ว่าเครื่องส่งสัญญาณจะมีการต่อลงดินอย่างดีก็ตาม เมื่ออุปกรณ์ไฟฟ้าใกล้เครื่องส่งสัญญาณมีกระแสไฟรั่วลงดินที่รุนแรง หรือมีกระแสไฟรั่วจำนวนมากในท่อที่ติดตั้งเครื่องส่งสัญญาณ หรือการเชื่อมไฟฟ้าจะทำให้เกิดศักย์สัญญาณรบกวนเพิ่มขึ้น ซึ่งจะส่งผลต่อการทำงานปกติของเครื่องมือ ซึ่งควรได้รับความใส่ใจเป็นพิเศษในการใช้งาน
นอกจากนี้ ควรสังเกตว่าน้ำทิ้งที่วัดได้ไม่ควรมีสารแม่เหล็กจำนวนมากในระหว่างการใช้งาน หลังจากนำเครื่องมือไปใช้งานตามปกติแล้ว ไม่ควรปรับโพเทนชิออมิเตอร์โดยพลการ และท่อจะต้องไม่มีการรั่วไหล
ท่อเซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลของน้ำทิ้งที่ใช้งานเป็นเวลานานควรได้รับการบำรุงรักษาและทำความสะอาดเป็นประจำ เพื่อป้องกันการสะสมของคราบตะกรันบนผนังด้านในของท่อ ซึ่งจะส่งผลต่อความแม่นยำในการวัด สำหรับเครื่องส่งสัญญาณที่ต้องทำงานเป็นเวลานานภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรง ขั้วสัญญาณอาจเกิดการกัดกร่อนได้ง่ายและฉนวนอาจเสียหายได้ง่าย ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาเป็นประจำ
วิธีการสั่งซื้อและเลือกมิเตอร์วัดอัตราการไหลแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับน้ำเสีย
คุณควรให้ข้อมูลด้านล่างนี้แก่ผู้ผลิตเครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำเสียเพื่อเลือกเครื่องวัดอัตราการไหลที่เหมาะสม:
น้ำเสียกัดกร่อนหรือไม่? องค์ประกอบของน้ำทิ้งคืออะไร? เช่น มีกรดหรือไขมัน ไขมัน หรือของแข็งหรืออนุภาคใดๆ อยู่หรือไม่?
หากมีของแข็งอยู่ ควรแจ้งโรงงานเครื่องวัดอัตราการไหลให้ทราบถึงปริมาณของแข็งที่อยู่ภายใน 5%, 10% หรือ 20% หากของแข็งมากเกินไป เราจะพิจารณาใช้เครื่องวัดอัตราการไหลแบบสารละลาย
มันคือน้ำเสียจากอุตสาหกรรมหรือน้ำเสียจากครัวเรือน?
ขนาดท่อที่จะติดตั้งมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำเสีย?
ช่วงอัตราการไหลของน้ำเสีย? อัตราการไหลขั้นต่ำของน้ำเสีย อัตราการไหลปกติ และอัตราการไหลสูงสุด
แรงดันการทำงานของน้ำทิ้ง อุณหภูมิ อุณหภูมิแวดล้อม คืออะไร?
คุณต้องการจอแสดงผลแบบบูรณาการสำหรับน้ำเสียหรือการระบุระยะไกลสำหรับน้ำเสียหรือไม่
คุณต้องการการสื่อสารแบบใด? เช่น MODBUS RTU หรือ HART หรือ Profibus-DP?
ราคาเครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำเสีย
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับวัดน้ำเสียมีราคาถูก ราคาเริ่มต้นที่ 400 ดอลลาร์สหรัฐฯ ราคาเครื่องวัดอัตราการไหลน้ำเสียจะแตกต่างกันไปตามขนาดหน้าปัด วัสดุบุภายใน วัสดุอิเล็กโทรด ประเภทการสื่อสาร วัสดุหุ้ม ฯลฯ เครื่องวัดอัตราการไหลที่ดีที่สุดสำหรับน้ำเสียคือเครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็ก เนื่องจากมีต้นทุนต่ำ ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ และไม่มีการสูญเสียแรงดัน
