مبدأ القياس والمكونات الرئيسية لمقياس التدفق الكهرومغناطيسي

أن مقياس التدفق الكهرومغناطيسي هو جهاز مصمم وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، ويُستخدم خصيصًا لقياس معدل التدفق الحجمي للسوائل الموصلة. ينبع مبدأ القياس الأساسي من قانون فاراداي: عندما يتحرك موصل عبر مجال مغناطيسي ويقطع خطوط المجال المغناطيسي، تتولد قوة دافعة كهربائية مستحثة. وتتلخص آلية عمله فيما يلي: أولًا، بعد تنشيط ملفات الإثارة داخل مقياس التدفق، تُولّد هذه الملفات مجالًا مغناطيسيًا يمر عبر أنبوب القياس؛ وعندما يتدفق السائل الموصل عبر أنبوب القياس، فإنه يعمل كموصل يقطع خطوط المجال المغناطيسي. عند هذه النقطة، على جانبي الأنبوب، بشكل عمودي على كل من اتجاه تدفق السائل واتجاه المجال المغناطيسي، تتولد قوة دافعة كهربائية مستحثة تتناسب مع سرعة التدفق. تستشعر الأقطاب الكهربائية المثبتة على الجدران الداخلية للأنبوب هذه القوة الدافعة الكهربائية المستحثة الضعيفة، ثم يقوم المحول بتضخيمها وتحويلها إلى إشارة قياسية، وأخيرًا يتم حساب معدل التدفق الحجمي باستخدام معادلة رياضية. عندما يتم تثبيت شدة المجال المغناطيسي (B) وقطر الأنبوب (D)، فإن معدل التدفق يرتبط خطيًا بالقوة الدافعة الكهربائية المستحثة.

يتكون مقياس التدفق الكهرومغناطيسي بشكل أساسي من جزأين رئيسيين: المستشعر والمحول. يُركّب المستشعر على الأنبوب وهو الجزء الملامس للسائل مباشرةً. ويشمل المكونات التالية: أنبوب القياس (الأنبوب الذي يمر عبره السائل، وعادةً ما يكون مصنوعًا من مواد غير مغناطيسية ذات موصلية منخفضة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو البلاستيك)، وملفات الإثارة (ملف أعلى وملف أسفل أنبوب القياس، والتي تولد المجال المغناطيسي العامل عند تنشيطها)، والأقطاب الكهربائية (المثبتة على الجدار الداخلي لأنبوب القياس، والملامسة للسائل، وتُستخدم للكشف عن إشارة القوة الدافعة الكهربائية المستحثة وإخراجها)، والبطانة (طبقة عازلة على الجانب الداخلي لأنبوب القياس، تعزل جدار الأنبوب المعدني لمنع حدوث قصر في الجهد المستحث وتوفر أيضًا مقاومة للتآكل)، والهيكل (الذي يحمي المكونات الداخلية، وعادةً ما يكون مصنوعًا من مادة مغناطيسية حديدية للحماية من التداخل المغناطيسي الخارجي).