Pengukur aliran elektromagnetik adalah pengukur aliran yang digunakan untuk mengukur laju aliran cairan dalam pipa. Perangkat jenis ini bekerja berdasarkan hukum induksi elektromagnetik Faraday-ketika sebuah konduktor bergerak dalam medan magnet, tegangan induksi akan dihasilkan.
Dalam pengukur aliran elektromagnetik, medan magnet dihasilkan dan dimasukkan ke dalam cairan yang mengalir melalui pipa, menginduksi sinyal tegangan pada elektroda yang terletak di dinding pipa. Hukum Faraday menyatakan bahwa tegangan yang dihasilkan berbanding lurus dengan kecepatan aliran zat cair. Semakin cepat fluida mengalir maka semakin tinggi tegangan yang dihasilkan.
Tidak seperti banyak teknologi pengukur aliran lainnya, sinyal yang dihasilkan oleh pengukur aliran elektromagnetik berhubungan secara linier dengan laju aliran. Oleh karena itu, rasio jangkauan pengukur aliran elektromagnetik dapat mencapai 20:1 atau bahkan lebih tinggi tanpa mengorbankan akurasi.
Bagaimana cara kerja pengukur aliran elektromagnetik?
Pengukur aliran elektromagnetik biasanya dipasang di dalam pipa dan terdiri dari pipa dengan kumparan dan elektroda yang digunakan untuk mendeteksi tegangan induksi yang dihasilkan oleh pergerakan fluida. Ketika fluida konduktif mengalir melalui pipa berdiameter D dan melewati kerapatan medan magnet B yang dihasilkan oleh sebuah kumparan, menurut hukum induksi elektromagnetik Faraday, tegangan (E) yang dihasilkan antar elektroda sebanding dengan kecepatan fluida (V). Karena kerapatan medan magnet dan diameter pipa adalah nilai tetap, maka keduanya dapat digabungkan menjadi koefisien kalibrasi tunggal (K), menyederhanakan persamaan menjadi:
E=KV
Perbedaan distribusi kecepatan aliran pada titik yang berbeda dikompensasi oleh koefisien bobot sinyal. Selanjutnya, kompensasi dapat dicapai dengan mengatur bentuk kumparan magnet sehingga fluks magnet mencapai maksimum pada titik dimana koefisien pembobotan sinyal paling rendah.
Produsen menentukan koefisien K untuk setiap flowmeter elektromagnetik dengan melakukan kalibrasi air pada setiap tabung aliran. Nilai K yang dihasilkan berlaku untuk cairan konduktif lainnya dan menunjukkan hubungan linier di seluruh rentang pengukuran flowmeter keseluruhan. Oleh karena itu, tabung aliran biasanya dikalibrasi hanya pada satu laju aliran. Pengukur aliran elektromagnetik dapat mengukur aliran dua arah karena membalikkan arah aliran akan mengubah polaritas sinyal tetapi tidak mengubah amplitudonya.
Nilai K yang diperoleh melalui pengujian air mungkin tidak berlaku untuk fluida non-Newtonian (terkait dengan viskositas-kecepatan) atau bubur magnetik (mengandung partikel magnetik). Jenis fluida ini dapat mempengaruhi kekuatan medan magnet di dalam pipa. Untuk kedua jenis cairan, kalibrasi online atau desain kompensasi khusus harus dipertimbangkan.
Aplikasi Umum Pengukur Aliran Elektromagnetik
Pengukur aliran elektromagnetik dapat mendeteksi laju aliran cairan dan bubur yang bersih, multifase, berdebu, korosif, abrasif, atau kental, asalkan konduktivitasnya melebihi persyaratan minimum untuk desain tertentu. Karena akurasi, keandalan, dan kemampuannya yang tinggi untuk mengukur laju aliran cairan konduktif tanpa ada bagian yang bergerak, perangkat ini banyak digunakan di berbagai industri.
Beberapa aplikasi utama meliputi:
Pengolahan Air dan Air Limbah
Pengukur aliran elektromagnetik unggul dalam mengolah air bersih, limbah mentah, lumpur, dan bahan kimia yang digunakan dalam proses pengolahan.
Mereka menawarkan akurasi tinggi dan penurunan tekanan nol, yang sangat penting untuk-pengelolaan air kota skala besar.
Karena tidak memiliki bagian yang bergerak, maka sangat tahan terhadap serpihan dan partikel padat dalam air limbah.
Pengolahan Kimia
Pengukur aliran elektromagnetik dapat mengukur cairan korosif, seperti asam, basa, dan larutan kimia lainnya, tanpa merusak cairan itu sendiri.
Mereka menggunakan material linier-yang tahan korosi, seperti PTFE dan PFA, untuk menahan erosi bahan kimia yang sangat korosif. Jalur aliran yang tidak terhalang mencegah penyumbatan dan sedimentasi.
Industri Makanan dan Minuman
Digunakan untuk mengukur laju aliran susu, bir, jus, sirup, dan cairan-food grade lainnya yang memerlukan kondisi higienis.
Pengukur aliran elektromagnetik dapat dirancang dengan perlengkapan higienis, seperti baja tahan karat, untuk memenuhi standar FDA dan EHEDG.
Desainnya yang non-invasif memastikan tidak ada kontaminasi atau gangguan pada proses produksi.
Industri Pulp dan Kertas
Mampu menangani cairan-dengan viskositas tinggi dan berserat, seperti larutan pulp dan pelapis.
Tidak ada bagian yang bergerak berarti minimal keausan-bahkan saat menangani lumpur abrasif.
Memberikan hasil pengukuran yang stabil bahkan dengan fluktuasi kepadatan dan komposisi cairan.
Penambangan dan Pengolahan Mineral
Digunakan untuk mengukur laju aliran bubur mineral dan cairan abrasif dalam operasi ekstraksi dan pemurnian.
Konstruksinya yang kokoh memungkinkannya tahan terhadap kondisi lingkungan yang keras.
Tidak adanya keausan mekanis akibat partikel abrasif memastikan-keandalan jangka panjang dan biaya perawatan yang rendah.
Pembangkit Listrik (Air Pendingin dan Air Umpan Boiler)
Biasa digunakan di pembangkit listrik tenaga panas dan pembangkit listrik tenaga nuklir untuk memantau laju aliran air pendingin dan air umpan.
Mereka dapat menangani-pipa berukuran besar dan memberikan-pengukuran presisi tinggi untuk pemantauan aliran dan perhitungan efisiensi.
Tidak ada komponen yang bergerak berarti dapat beroperasi di-lingkungan bersuhu tinggi dan hanya membutuhkan sedikit perawatan.
Farmasi dan Bioteknologi
Digunakan untuk-pengukuran laju aliran air murni, pelarut, dan bahan aktif farmasi dengan presisi tinggi.
Pengukur aliran elektromagnetik dengan desain steril dan kompatibel dengan-pembersihan di tempat/pembersihan di tempat dengan uap-sangat ideal untuk aplikasi farmasi.
Pengukuran non{0}}kontak memastikan sterilitas dan kepatuhan terhadap peraturan industri.
Sistem Pertanian dan Irigasi
Sangat baik untuk memantau laju aliran air, pupuk, dan larutan pestisida dalam sistem irigasi.
Dapat beroperasi dalam sistem-tekanan rendah tanpa kehilangan tekanan yang signifikan.
Masa pakainya yang panjang dan perawatan yang sangat rendah menjadikannya pilihan-yang hemat biaya untuk aplikasi pertanian.
Minyak dan Gas
Digunakan untuk memantau air terproduksi, injeksi air garam, dan dosis bahan kimia pada operasi hulu dan hilir.
Mereka ideal untuk aplikasi ini karena kemampuannya mengukur cairan konduktif dengan presisi tinggi.
Desain kelas-tahan ledakan dan berbahaya- memastikan pengoperasian yang aman di lingkungan ladang minyak.
Industri Baja dan Logam
Digunakan untuk memantau laju aliran air pendingin dalam operasi pengecoran kontinyu dan rolling mill.
Memberikan pembacaan aliran yang akurat pada suhu tinggi tanpa kegagalan mekanis.
Dapat menangani-air yang mengandung kerak tanpa menyumbat atau menurunkan kinerja.
Pertimbangan Aplikasi untuk Pengukur Aliran Magnetik
Jangan mengoperasikan pengukur aliran magnetis mendekati batas konduktivitasnya, jika tidak, pengukur aliran dapat mati. Variasi komposisi cairan dan kondisi pengoperasian harus dipertimbangkan, karena hal ini dapat mengubah konduktivitas cairan.
Dalam aplikasi tipikal, pengukur aliran magnet harus berukuran sedemikian rupa sehingga kecepatan aliran pada aliran maksimum kira-kira dua hingga tiga meter per detik. Keterbatasan tekanan diferensial dan kondisi proses mungkin membuat pedoman umum ini tidak dapat diterapkan. Misalnya, pipa yang diberi umpan gravitasi-mungkin memerlukan pengukur aliran magnetis yang lebih besar untuk mengurangi penurunan tekanan, sehingga volume cairan yang diperlukan dapat melewati pengukur aliran tanpa menyumbat sistem pipa. Dalam aplikasi ini, flow meter yang lebih besar akan menghasilkan kecepatan cairan yang lebih rendah pada laju aliran yang sama dibandingkan dengan flow meter yang lebih kecil.
Untuk media slurry, penting untuk memastikan bahwa flowmeter elektromagnetik beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi dari kecepatan pengendapan padatan untuk mencegah pipa terisi partikel padat, yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran dan berpotensi menyebabkan gangguan aliran. Pengukur aliran elektromagnetik yang digunakan untuk media abrasif biasanya dirancang untuk beroperasi pada laju aliran rendah untuk mengurangi keausan. Pada media slurry yang bersifat abrasif, meskipun keausan akan meningkat, flowmeter harus tetap beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi dari kecepatan pengendapan padatan. Faktor-faktor ini dapat mengubah rentang flowmeter, dan oleh karena itu dimensinya mungkin berbeda dari flowmeter yang digunakan untuk laju aliran air bersih yang sama.
