Electromagnetic Flow Meter มีหลักการทำงานอย่างไร?

หลักการและทฤษฎีพื้นฐานมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบสนามแม่เหล็ก (Electromagnetic flowmeters)

มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบสนามแม่เหล็ก(Electromagnetic Flow Meter) สามารถนำมาใช้วัดปริมาณการไหลของเหลวในอุตสาหกรรมทั่วไป เป็นมิเตอร์วัดอัตราการไหลที่เป็นที่นิยมและแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมเนื่องจากมิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดนี้ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวใด ๆ ซึ่งใช้ในการตรวจวัดปริมาณการไหล ทำให้ไม่ต้องมีการดูแลบำรุงรักษามาก อีกทั้งยังมีราคาที่ไม่สูงมากนัก และมีความแม่นยำในการวัดสูง

โดยมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบสนามแม่เหล็กสามารถนำมาใช้งานได้กับตัวกลางที่เป็นของเหลวได้หลากหลายในอุตสาหกรรม โดยของเหลวตัวกลางที่ต้องการจะวัดจะต้องมีค่าความนำไฟฟ้า (Conductivity) ไม่ต่ำกว่าที่สเปคของมิเตอร์ระบุไว้ โดยค่าความนำไฟฟ้านี้มีหน่วยเป็น โมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (µs/cm) ซึ่งโดยทั่วไปกำหนดค่าขั้นต่ำไว้ที่ 5-20 µs/cm

โดยมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบสนามแม่เหล็กนี้มีหลักการพื้นฐานมาจาก “กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์”  โดยกฎของฟาราเดย์ได้กล่าวเอาไว้ว่า  “เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กจะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวด” จากหลักการนี้จึงมีการนำมาประยุกต์ใช้ในมิเตอร์วัดอัตราการไหลจาจากกฎดังกล่าวเราสามารถหาความสัมพันธ์ในการวัดอัตราการไหลได้จากสมการดังต่อไปนี้

E          =          k x B x A x V

โดยให้   E  =  แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

            k  =  ค่าคงที่

            B  = ความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็ก

            A = ระยะห่างระหว่างอิเล็คโทรด (ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ)

            V = ความเร็วของการไหล

โดยในมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบสนามแม่เหล็กนั้นจะมีขดลวดอยู่ภายในอยู่สองชุดด้วยกันซึ่งจะมีการจ่ายกระแสเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นภายในท่อ และจะมีอิเล็กโทรดติดตั้งอยู่ภายในท่อทำมุมตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กซึ่งอิเล็กโทรดจะสัมผัสกับตัวกลางที่จะวัดโดยตรง โดยเมื่อมีของเหลวตัวกลางที่มีคุณสมบัตินำไฟฟ้าไหลตัดผ่านสนามแม่เหล็กจะทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กเกิดการเปลี่ยนแปลง และเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นตามกฎของฟาราเดย์ โดยอิเล็กโทรดจะตรวจวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้น ซึ่งความเร็วในการไหลของตัวกลางที่ช้าและเร็วต่างกันก็จะได้ค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่แตกต่างกันออกไปด้วย ซึ่งค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ตรวจวัดได้จากอิเล็กโทรดนี้จะถูกส่งต่อไปยังโปรเซสเซอร์เพื่อทำการคำนวณกลับตามความสัมพันธ์ของสมการเพื่อหาค่าความเร็วของการไหลจากขนาดของท่อและคำนวณหาค่าปริมาณการไหล

วีดีโอแสดงหลักการทำงานของมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบสนามแม่เหล็ก(Electromagnetic Flow Meter)

Credit : Youtube Channel RealPars

การนำมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบสนามแม่เหล็กไปใช้งาน

มิเตอร์วัดการไหลแบบสนามแม่เหล็กสามารถนำไปใช้งานได้หลากหลายในอุตสาหกรรม โดยเรามักจะพบเจอมิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดนี้ในระบบบำบัดน้ำเสีย , ระบบจ่ายน้ำขนาดใหญ่ทั่วไป ,อุตสาหกรรมเหมืองแร่ต่าง ๆ , โรงงานผลิตสารเคมี , อุตสาหกรรมผลิตกระดาษ , โรงงานแปรรูปไม้ , อุตสาหกรรมผลิตเครื่องดื่ม เช่น ผลิตนม เบียร์ โดยมิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดนี้จะมีจุดเด่นในการนำไปใช้กับของเหลวที่มีตะกอนมีสิ่งสกปรกเจือปนสูง หรือน้ำที่มีความสกปรกมาก ๆ มิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดก็ยังสามารถทำงานได้ดี

ข้อดีของมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

- มิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดนี้การวัดมีความเป็นเชิงเส้น เนื่องจากความเร็วในการไหลของตัวกลาง(V) มีการแปรผันตรงกันกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้น(E)

- ค่าความแม่นยำในการวัดสูง มิเตอร์วัดอัตราการไหลโดยสนามแม่เหล็กทั่วไปจะมีค่าความผิดพลาดในการวัดค่อนข้างน้อย โดยทั่วไปจะต่ำกว่า 1 %

- ไม่มีสิ่งกีดขวางหรือส่วนที่จะยื่นเข้าไปวัดภายในท่อที่ตัวกลางไหลผ่าน ซึ่งจะทำให้แรงดันภายในท่อไม่มีการลดลงเมื่อติดตั้งมิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดนี้ อีกทั้งยังสามารถใช้กับของเหลวที่มีเศษโลหะหรือสิ่งสกปรก ตะกอนต่าง ๆ เจือปนอยู่เป็นจำนวนมากโดยไม่ต้องกังวลว่าตะกอนสิ่งสกปรกทั้งหลายจะทำให้มิเตอร์อุดตัน หรือมีการกระแทกขีดข่วนจนทำให้เซนเซอร์ตรวจวัดเสียหาย

- ไม่มีอุปกรณ์ส่วนเคลื่อนไหวในการตรวจวัด ซึ่งทำให้ไม่ต้องมีการบำรุงรักษาที่ยุ่งยาก อายุการใช้งานยาวนาน

- ค่าความหนืด ความหนาแน่น คุณสมบัติของตัวกลางและอุณหภูมิตัวกลางไม่มีผลในการตรวจวัด เนื่องจากมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบสนามแม่เหล็กจะวัดความเร็วในการไหลเป็นหลัก ซึ่งความเร็วในการไหลของตัวกลางจะขึ้นอยู่กับปริมาณการไหลและขนาดของท่อเป็นหลัก

- สามารถวัดอัตราการไหลได้ทั้งสองทิศทางของท่อ ซึ่งจะได้ค่าความแม่นยำที่เท่ากันทั้งสองทิศทาง

- ใช้พลังงานต่ำ โดยมิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดสนามแม่เหล็กโดยทั่วไปจะกินพลังงานอยู่ที่ 15-20W


ข้อควรระวังในการใช้มิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบสนามแม่เหล็ก

- ของเหลวตัวกลางที่ต้องการวัดจะต้องมีค่าความนำไฟฟ้าไม่น้อยกว่ากำหนด ซึ่งจะต้องตรวจสอบของเหลวแต่ละชนิดตามคุณสมบัติหรือนำเครื่องมือวัดค่าความนำไฟฟ้าไปวัดกับของเหลวตัวกลางเพื่อตรวจสอบ ซึ่งมิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดนี้ไม่เหมาะกับตัวกลางที่มีส่วนผสมประเภทไฮโดรคาร์บอน เช่น น้ำมันเบนซิน , น้ำมันปิโตรเคมีต่าง ๆ  หรือแก๊ซต่างๆ อีกทั้งยังไม่สามารถใช้ได้กับ น้ำกลั่น , น้ำ DI (Deionized water)

- ระบบกราวด์ มิเตอร์วัดอัตราการไหลชนิดนี้มีความไวต่อสัญญาณไฟฟ้ารบกวน หรือสนามแม่เหล็กรบกวนควรต่อสายระบบกราด์และแผ่นกราวด์ริง(Ground Ring)ให้ถูกต้องเพื่อลดสัญญาณรบกวนและความแม่นยำในการวัด

__________________________________________________________________________________________________________

ในบทความต่อไปเราจะมาพูดถึงและอธิบายเกี่ยวกับโครงสร้างของตัว Electromagnetic Flow Meter รวมถึงความสำคัญของ Liner และ Electrode ของ Magnetic Flow Meter กันเพื่อให้ผู้ใช้งานได้เลือกใช้งานได้อย่างเหมาะสม

หากท่านใดสนใจต้องการมิเตอร์วัดอัตราการไหลแบบสนามแม่เหล็ก(Electromagnetic Flow Meter) ไปประยุกต์ใช้กับงานของท่านสามารถเขาไปเลือกรุ่นสินค้าได้ที่ลิงค์ด้านล่าง

Electromagnetic Flow Meter Aimag A/H Series

และหากสนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมสามารถติดต่อเราได้ทางช่องทางดังต่อไปนี้

   Line Official Account : @eso.co.th

   Email : info@eso.co.th

   Facebook : facebook.com/eso.co.th