Che cos'è un flussimetro elettromagnetico
Un flussimetro elettromagnetico, detto in breve anche flussimetro magnetico, misura la portata volumetrica di un liquido conduttivo. Nel passaggio non c'è nulla se non il liquido stesso: lo strumento applica un campo magnetico attraverso un tratto di tubazione rivestito e legge la piccola tensione che il liquido in movimento genera tra due elettrodi. Poiché nulla ostacola il flusso, non c'è perdita di carico di cui tenere conto e non c'è nulla a cui fibre, solidi o particelle di polpa possano aggrapparsi.
È questa costruzione il motivo per cui la tipologia compare ovunque il mezzo è difficile. Reflui con sabbia e ghiaia, pasta di cellulosa, polpe di miniera, linee di dosaggio chimico e linee per alimenti o bevande che devono essere pulite in circuito sono tutti compiti ordinari. L'unica precondizione rigida è la conducibilità, perché il liquido deve condurre abbastanza perché il segnale sia estraibile, e la tubazione deve essere piena. Sono queste due condizioni, e non la classe di accuratezza, a decidere se un flussimetro elettromagnetico è lo strumento giusto.
Questa pagina copre come si configura uno strumento: quale rivestimento e quali elettrodi un mezzo impone, cosa deve fornire l'installazione, e quale delle tecnologie di misura di portata vicine subentra nel momento in cui il mezzo smette di condurre o la tubazione smette di essere piena.
Come misura un flussimetro elettromagnetico
La misura segue la legge di induzione di Faraday. Un conduttore che si muove attraverso un campo magnetico sviluppa una tensione proporzionale alla sua velocità, e per una data luce e una data intensità di campo quella tensione è proporzionale alla velocità media del flusso. Il campo è generato da bobine esterne alla tubazione, gli elettrodi raccolgono il segnale dal liquido e il rivestimento impedisce che il segnale si cortocircuiti attraverso il corpo metallico della tubazione. Il trasmettitore di portata converte poi la velocità e la sezione conosciuta in una portata volumetrica.
Da ciò derivano direttamente due conseguenze pratiche. Primo, un liquido sotto la conducibilità di cui il sensore ha bisogno non può generare un segnale utilizzabile, quindi acqua demineralizzata, solventi puri e la maggior parte dei prodotti idrocarburici sono fuori campo, e non semplicemente difficili. Secondo, il circuito elettromagnetico comprende la tubazione e la terra, quindi un riferimento di massa stabile fa parte della misura e non è un dettaglio dell'installazione. Uno strumento non correttamente collegato a terra mantiene uno zero che deriva, e nessuna taratura lo correggerà.
Quanto vale una lettura in servizio dipende meno dal sensore di quanto dipenda da come lo strumento è stato dimensionato e installato. Una luce scelta partendo dalla sola dimensione della tubazione può lasciare la velocità fuori dalla banda di funzionamento del sensore, e un'installazione vicina a una pompa, a una valvola parzialmente aperta o a una curva introduce una rotazione del flusso che la taratura non comprendeva.
Opzioni di configurazione
La maggior parte della specifica è definita da queste decisioni e non dalla classe di accuratezza. Ognuna vincola la successiva, ed è per questo che si chiariscono in ordine.
| Configurazione | Opzioni da definire | Cosa decide davvero |
| Materiale del rivestimento | Famiglie degli elastomeri e dei fluoropolimeri, in diversi gradi ciascuna | Compatibilità chimica con il mezzo e banda di temperatura utilizzabile. Si decide per primo, perché limita quali elettrodi sono poi ammissibili. |
| Materiale dell'elettrodo | Acciaio inossidabile, leghe di nichel resistenti alla corrosione, titanio, tantalio, platino e altri | Resistenza al mezzo specifico e all'abrasione. Una polpa abrasiva e un acido aggressivo spingono la scelta in direzioni opposte. |
| Rivestimento ed elettrodo come coppia | Devono essere qualificati insieme e non scelti uno alla volta | Un rivestimento e un elettrodo possono essere ciascuno idoneo per conto proprio e fallire come combinazione contro un mezzo reattivo. |
| Corpo e stile di installazione | Versioni flangiata, interflangiata, a inserzione e igienica | Se la linea deve essere aperta, se esiste un tratto a sezione piena disponibile, e se il processo è pulito in circuito. |
| Montaggio del trasmettitore | Integrato o montato in remoto | Se il valore è letto in un punto caldo, soggetto a vibrazione o scomodo, o dove una persona può arrivare comodamente. |
| Uscita e comunicazione | Uscita a impulsi o a frequenza, 4-20 mA, HART, Modbus e altri bus | Se il segnale è contato come volume, mostrato come valore istantaneo, o letto da un sistema di controllo. |
| Alimentazione | Rete, corrente continua a bassa tensione o batteria | Se esiste un'alimentazione al punto di installazione, e se la totalizzazione deve continuare durante un'interruzione di alimentazione. |
| Norma dell'attacco di processo | Norma di flangiatura, classe di pressione e superficie di tenuta | Se lo strumento si imbullona sulle tubazioni esistenti o se servono adattatori e una seconda interfaccia di tenuta. |
Come scegliere un flussimetro elettromagnetico
| Criterio | Perché determina la risposta | Come chiarirlo prima della richiesta |
|---|
| Conducibilità del liquido | Sotto il livello di cui il sensore ha bisogno non si può estrarre alcun segnale stabile, e la tipologia è semplicemente sbagliata | Indichi il fluido e la sua conducibilità, se nota. Non deduca la conducibilità dal nome del fluido: lo stesso nome di prodotto copre una soluzione conduttiva e una non conduttiva. |
| Portata minima, normale e massima | Dimensionare solo sul massimo lascia l'estremo basso del servizio nella parte di campo dove la lettura è più debole | Indichi tutti e tre i valori, più quante ore al giorno la linea lavora a ciascuno di essi. |
| Luce e velocità che ne risulta | La velocità nella sezione di misura è ciò che il sensore vede davvero; la dimensione della tubazione è solo un punto di partenza | Indichi diametro esterno e spessore di parete della tubazione esistente, e non il solo diametro nominale. |
| Coppia rivestimento ed elettrodo | Questi due elementi decidono se lo strumento sopravvive al mezzo, molto prima che conti l'accuratezza | Elenchi ogni mezzo che la linea trasporterà, compresi i fluidi di pulizia e di risciacquo. |
| Tratto rettilineo e messa a terra | La rotazione del flusso e un riferimento di massa scadente si manifestano entrambi come uno zero instabile, e non come un guasto evidente | Invii un disegno della posizione proposta e di ciò che le sta immediatamente a monte e a valle. |
| Ambiente di processo | Pulizia igienica, lavaggio, area classificata e interramento cambiano corpo e involucro, e non solo l'etichetta | Indichi gli impieghi con pulizia in circuito, la classificazione dell'area, e se lo strumento sarà immerso o lavato con una lancia. |
Se qualcuno di questi punti è ancora aperto, invii quanto è già noto. Un preventivo può essere emesso sulla base della descrizione dell'applicazione e precisato quando i punti in sospeso saranno chiariti.
Le alternative più vicine
Questi sono i tipi in cui una richiesta per un flussimetro elettromagnetico si risolve di solito, e il punto in cui la scelta si decide davvero.
| Alternativa più vicina | Cosa la distingue da un flussimetro elettromagnetico |
| Flussimetri a ultrasuoni | Sono montati all'esterno della tubazione o inseriti attraverso di essa, quindi non richiedono un liquido conduttivo e la linea non deve essere aperta. Le esecuzioni a montaggio esterno sono adatte agli adeguamenti e alle tubazioni di grande diametro; la lettura dipende dallo stato della parete e dall'accoppiamento acustico, due cose di cui un flussimetro elettromagnetico a contatto con il mezzo non deve occuparsi. |
| Flussimetri a vortice | Un corpo tozzo genera vortici alterni la cui frequenza segue la velocità. È il modo pratico di misurare vapore e gas, che un flussimetro elettromagnetico non misura affatto, ma richiede un flusso monofase pulito e un numero di Reynolds dentro la sua banda di funzionamento. |
| Flussimetri di portata massica a Coriolis | Misura direttamente la portata massica e la densità, che è ciò di cui hanno davvero bisogno la contabilizzazione dei quantitativi ceduti e la dosatura di prodotti di alto valore. I diametri maggiori diventano antieconomici e la perdita di carico attraverso i tubi può non adattarsi a una linea alimentata per caduta. |
| Flussimetri a turbina | Conteggio meccanico di un elemento rotante o di una camera di spostamento, ben adatto a liquidi puliti e a bassa viscosità e all'erogazione a lotti. Solidi, fibre e abrasione li escludono proprio dove un flussimetro elettromagnetico continua a funzionare. |
| Flussimetri per canale aperto | Per la portata in un canale con superficie libera, dove il livello è convertito in una portata attraverso una struttura nota. Un flussimetro elettromagnetico richiede la tubazione piena, quindi questa è la risposta quando non esiste una tubazione in pressione da misurare. |
| Flussimetri ad area variabile | Un galleggiante sale in un tubo conico e dà un'indicazione visiva senza alimentazione. Semplice ed economico da installare, ma con la sola lettura in loco, e poco adatto a impieghi con fluido opaco, sporco o con automazione. |
Due di queste alternative non possono essere usate affatto sul vapore o sul gas, e il flussimetro elettromagnetico è una di esse. Quando la stessa linea trasporta sia liquidi sia gas, questo da solo decide la tecnologia.
Cosa includere nella richiesta
La prima risposta può essere un preventivo anziché una serie di domande, se la richiesta le contiene. Dove un valore non è noto, invii la descrizione del compito di misura e confermeremo ciò che implica.
- Nome del mezzo, composizione e conducibilità, dove questa è nota
- Portata minima, normale e massima
- Diametro esterno e spessore di parete della tubazione, e la norma di flangiatura a cui deve corrispondere
- Preferenza di rivestimento ed elettrodo, o l'ambiente chimico se la scelta non è ancora fissata
- Intervallo di temperatura del mezzo e di pressione di linea in servizio
- Uscita richiesta e cosa la leggerà
- Alimentazione disponibile nel punto di installazione, e se serve una visualizzazione remota
- Se il processo è pulito in circuito, e se l'area è classificata come zona a rischio di esplosione
- Quantità, porto di destinazione e data di consegna richiesta
