மின்காந்த பாய்வு மீட்டர்கள்(EMFகள்) அவற்றின் அதிக துல்லியம் மற்றும் நம்பகத்தன்மை காரணமாக தொழில்துறை செயல்முறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.பாய்வு விகிதம்கடத்தும் திரவங்களின். இந்த மீட்டர்கள் மின்காந்தவியலின் ஒரு அடிப்படைக் கொள்கையான ஃபாரடேயின் மின்காந்தத் தூண்டல் விதியின் அடிப்படையில் செயல்படுகின்றன. இந்தக் கட்டுரை, மின்காந்தப் பாய்வு மீட்டர்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதை, அதன் அடிப்படைக் கோட்பாடு முதல் நடைமுறைக் கூறுகள் மற்றும் பயன்பாடுகள் வரை விரிவாக விளக்குகிறது.
1. கோட்பாட்டு அடித்தளம்: ஃபாரடேயின் மின்காந்தத் தூண்டல் விதி
ஃபாரடே விதியின்படி, ஒரு கடத்தி காந்தப்புலத்தின் வழியே செல்லும்போது, அந்தக் கடத்தியின் குறுக்கே ஒரு மின்னியக்க விசை (EMF) தூண்டப்படுகிறது. ஒரு மின்காந்தப் பாய்வுமானியைப் பொறுத்தவரை, அதன் வழியே பாயும் கடத்தும் பாய்மம் "கடத்தியாக" செயல்படுகிறது, அதே சமயம், அலைமானியின் உள்ளக காந்தப்புலம் புற காந்தப்புலமாகச் செயல்படுகிறது. தூண்டப்பட்ட மின்னியக்க விசையானது, பாய்மத்தின் வேகம், காந்தப்புலத்தின் வலிமை மற்றும் மின்னியக்க விசையை அளவிடும் மின்முனைகளுக்கு இடையேயான தூரம் ஆகியவற்றுக்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும்.
கணிதரீதியாக, ஃபாரடேயின் விதியை பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தலாம்:
E=k×B×v×D
எங்கே:
- E என்பது தூண்டப்பட்ட மின்னியக்க விசை (மின்னழுத்தம்) ஆகும்.
- k என்பது ஒரு மாறிலி
- B என்பது காந்தப்புல வலிமை
- v என்பது பாய்மத்தின் சராசரி திசைவேகம் ஆகும்.
- D என்பது அளவிடும் குழாயின் விட்டம் (இது காந்தப்புலத்தில் உள்ள கடத்தியின் நீளத்தைக் குறிக்கிறது).
ஒரு குறிப்பிட்ட பாய்வுமானிக்கு, காந்தப்புல வலிமை (B) மற்றும் குழாய் விட்டம் (D) ஆகியவை நிலையாக இருப்பதால், தூண்டப்பட்ட மின்னழுத்தம் (E) பாய்ம வேகத்தின் (V) நேரடி அளவீடாகிறது. வேகத்தை நேரம் முழுவதும் தொகையிடுவதன் மூலம், பாய்வு வீதத்தை (அலகு நேரத்திற்கான கன அளவு) கணக்கிட முடியும்.
2. மின்காந்த பாய்வுமானியின் இயற்பியல் கூறுகள்
காந்தச் சுருள்கள் அல்லது காந்த அமைப்பு
திபாய்வுமானிபாய்ம ஓட்டத்தின் திசைக்குச் செங்குத்தாக ஒரு சீரான காந்தப்புலத்தை உருவாக்கும் காந்தச் சுருள்களின் தொகுப்பு அல்லது ஒரு நிரந்தர காந்த அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. காந்தப்புலம் நேர் மின்னோட்டமாகவோ (DC) அல்லது மாறு மின்னோட்டமாகவோ (AC) இருக்கலாம். மின்முனை முனைவாக்கம் மற்றும் இரைச்சல் குறுக்கீட்டைக் குறைக்கும் திறனின் காரணமாக மாறு மின்னோட்டப் புலங்கள் மிகவும் பொதுவானவை. ஒரு மாறு மின்னோட்டக் காந்தப்புலம் பயன்படுத்தப்படும்போது, பாய்மத்தில் தூண்டப்படும் மின்னியக்கு விசையும் (EMF) அலைவடிவில் மாறுபடுகிறது, இது சிக்னல் செயலாக்கத்தை எளிதாக்குகிறது.
அளவிடும் குழாய்
அளவிடும் குழாய் என்பது பாய்மம் கடந்து செல்லும் பகுதியாகும்.ஓட்டம்காந்தப்புலத்துடனான குறுக்கீட்டைத் தடுக்கவும், துல்லியமான அளவீட்டை உறுதி செய்யவும், இது பொதுவாக காந்தத்தன்மையற்ற மற்றும் மின்கடத்தாப் பொருட்களால் (PTFE பூசப்பட்ட துருப்பிடிக்காத எஃகு, ரப்பர் அல்லது செராமிக் போன்றவை) செய்யப்படுகிறது. உராய்வு மற்றும் அழுத்த இழப்பைக் குறைத்து, திரவம் தடையின்றிப் பாய்வதற்கு ஏதுவாக, குழாயின் உட்புற மேற்பரப்பு வழுவழுப்பாக உள்ளது.
மின்முனைகள்
அளவிடும் குழாயின் சுவரில், பாய்ம ஓட்டத்தின் திசை மற்றும் காந்தப்புலம் ஆகிய இரண்டிற்கும் செங்குத்தாக, இரண்டு மின்முனைகள் ஒன்றுக்கொன்று எதிரெதிராக வைக்கப்படுகின்றன. இந்த மின்முனைகள் பாய்மத்துடன் நேரடித் தொடர்பில் உள்ளன மற்றும் தூண்டப்பட்ட மின்னியக்கு விசையைக் (EMF) கண்டறியப் பயன்படுகின்றன. இந்த மின்முனைகள், பல்வேறு பாய்மங்களின், குறிப்பாக அரிக்கும் அல்லது அரிக்கும் தன்மை கொண்ட பாய்மங்களின் தாக்கத்தைத் தாங்குவதற்காக, பொதுவாக அரிப்பை எதிர்க்கும் பொருட்களால் (எ.கா., ஹாஸ்டெல்லாய், பிளாட்டினம்-இரிடியம் கலப்புலோகம்) செய்யப்படுகின்றன.
சிக்னல் கன்வெர்ட்டர்
மின்முனைகளால் கண்டறியப்படும் தூண்டப்பட்ட மின்னியக்கு விசை (EMF) என்பது மிகவும் பலவீனமான ஒரு மின் சமிக்ஞையாகும், இது பெரும்பாலும் மைக்ரோவோல்ட் வரம்பில் இருக்கும். டிரான்ஸ்மிட்டர் என்றும் அழைக்கப்படும் சமிக்ஞை மாற்றி, இந்த சமிக்ஞையைப் பெருக்கி, வடிகட்டி, செயலாக்கி, பயன்படுத்தக்கூடிய வெளியீடாக மாற்றுகிறது. இது சமிக்ஞையை 4 - 20 mA மின்னோட்டச் சுற்றுகள், டிஜிட்டல் சமிக்ஞைகள் (எ.கா., HART, Modbus) போன்ற நிலையான தொழில்துறை வெளியீட்டு வடிவங்களாக மாற்றலாம் அல்லது கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளுடன் கம்பியில்லாமல் தொடர்பு கொள்ளலாம், இதன் மூலம் பாய்வு விகிதத்தை நிகழ்நேரத்தில் கண்காணித்து கட்டுப்படுத்த முடிகிறது.
3. படிப்படியான செயல்பாட்டு செயல்முறை
- காந்தப்புல உருவாக்கம்: காந்தச் சுருள்கள் அல்லது காந்த அமைப்பு, அளவிடும் குழாயின் குறுக்கே ஒரு நிலையான காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது. இந்தப் புலம், பாய்ம ஓட்டத்தின் திசைக்குச் செங்குத்தாக இருப்பதால், குழாய் வழியாகச் செல்லும் கடத்தும் பாய்மம் காந்த விசைக்கோடுகளை ஊடுருவிச் செல்வதை உறுதி செய்கிறது.
- மின்னியக்கு விசையின் தூண்டல்: கடத்தும் பாய்மம் அளவிடும் குழாய் வழியாகப் பாயும்போது, அது காந்தப்புலத்தில் ஒரு நகரும் கடத்தியாகச் செயல்படுகிறது. ஃபாரடே விதியின்படி, பாய்மத்தின் குறுக்கே ஒரு மின்னியக்கு விசை (EMF) தூண்டப்படுகிறது. இந்த மின்னியக்கு விசையின் அளவானது, பாய்மத்தின் திசைவேகம், காந்தப்புல வலிமை மற்றும் அளவிடும் குழாயின் விட்டம் ஆகியவற்றுக்கு நேர் விகிதத்தில் அமைகிறது.
- சமிக்ஞை கண்டறிதல்: குழாய் சுவரில் பொருத்தப்பட்டுள்ள இரண்டு மின்முனைகள் தூண்டப்பட்ட மின்னியக்கு விசையைக் கண்டறிகின்றன. மின்முனைகள் பாய்மத்துடன் தொடர்பில் இருப்பதால், அவை காந்தப்புலத்தில் நகரும் பாய்மத்தால் உருவாக்கப்படும் மின்னழுத்த வேறுபாட்டை உள்வாங்கிக்கொள்கின்றன.
- சமிக்ஞை செயலாக்கம்: மின்முனைகளால் கண்டறியப்பட்ட பலவீனமான EMF சமிக்ஞை, சமிக்ஞை மாற்றிக்கு அனுப்பப்படுகிறது. இங்கே, அந்த சமிக்ஞையின் வலிமையை அதிகரிக்க அது பெருக்கப்படுகிறது, இரைச்சல் மற்றும் குறுக்கீடுகளை அகற்ற வடிகட்டப்படுகிறது, மேலும் ஒரு தரப்படுத்தப்பட்ட வெளியீட்டு சமிக்ஞையாக (எ.கா., 4 - 20 mA, எண்ணிமத் தரவு) மாற்றப்படுகிறது.
- பாய்வு விகிதக் கணக்கீடு: பதப்படுத்தப்பட்ட சமிக்ஞையானது, திரவத்தின் பாய்வு விகிதத்தைக் கணக்கிடப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சமிக்ஞை மாற்றியானது, பாய்வுமானியின் அறியப்பட்ட மாறிலிகளை (காந்தப்புல வலிமை, குழாய் விட்டம்) அடிப்படையாகக் கொண்ட கணித வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்தி, அளவிடப்பட்ட EMF-ஐ ஒரு பாய்வு விகித மதிப்பாக மாற்றுகிறது. இந்த மதிப்பானது, பாய்வுமானியில் நேரடியாகக் காட்டப்படலாம் அல்லது ஒரு தொலைநிலைக் கண்காணிப்பு அமைப்புக்கு அனுப்பப்படலாம்.
4. முக்கியக் கருத்தாய்வுகள் மற்றும் வரம்புகள்
பாய்மக் கடத்துத்திறன் தேவை
மின்காந்த பாய்வு மீட்டர்கள்கடத்தும் திரவங்களின் ஓட்டத்தை மட்டுமே அளவிட முடியும். தேவைப்படும் குறைந்தபட்ச கடத்துத்திறன் உற்பத்தியாளரைப் பொறுத்து மாறுபடும், ஆனால் பொதுவாக இது 5 முதல் 50 μS/cm (ஒரு சென்டிமீட்டருக்கு மைக்ரோ சீமென்ஸ்) வரை இருக்கும். அதிக சுத்திகரிக்கப்பட்ட நீர் அல்லது ஹைட்ரோகார்பன்கள் போன்ற, மிகக் குறைந்த கடத்துத்திறன் கொண்ட திரவங்கள், வழக்கமான EMF-களைக் கொண்டு அளவிடுவதற்கு ஏற்றவை அல்ல. இருப்பினும், குறைந்த கடத்துத்திறன் கொண்ட திரவங்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட சிறப்பு மாதிரிகள், அளவீட்டு வரம்பை நீட்டிக்க முடியும்.
காந்தப்புல குறுக்கீடு
வெளிப்புற காந்தப்புலங்கள் மின்காந்த பாய்வுமானிகளின் செயல்பாட்டில் குறுக்கிடக்கூடும். இதைத் தணிப்பதற்கு, அளவீட்டுக் கருவிக்கு முறையான கவசமிடுதலும் நிலத்தொடர்பும் அவசியமாகும். மேலும், பெரிய மின் சாதனங்கள் அல்லது பிற காந்தப்புல மூலங்களுக்கு அருகில் இருப்பதைத் தவிர்க்கும் வகையில், நிறுவும் இடத்தை கவனமாகத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும்.
நிறுவுதல் மற்றும் அளவுத்திருத்தம்
துல்லியமான அளவீட்டிற்கு சரியான நிறுவல் மிகவும் முக்கியமானது.பாய்வுமானிநிலையான மற்றும் சீரான பாய்வு சுயவிவரத்தை உறுதி செய்வதற்காக, குழாய்வழியின் ஒரு நேரான பகுதியில், போதுமான மேல்நிலை மற்றும் கீழ்நிலை நேரான குழாய் நீளங்களுடன் (பொதுவாக மேல்நிலையில் குழாய் விட்டத்தைப் போல் 5 - 10 மடங்கும், கீழ்நிலையில் 3 - 5 மடங்கும்) இது நிறுவப்பட வேண்டும். காலப்போக்கில் அளவீட்டுத் துல்லியத்தைப் பராமரிக்க, களச் சரிபார்ப்பு மூலமாகவோ அல்லது அறியப்பட்ட பாய்வுத் தரநிலைகளுடன் ஒப்பிடுவதன் மூலமாகவோ, வழக்கமான அளவுத்திருத்தமும் அவசியமாகும்.
முடிவாக, மின்காந்த பாய்வுமானிகள், துல்லியமான மற்றும் நம்பகமான அளவீடுகளை வழங்குவதற்காக, ஃபாரடேயின் மின்காந்த தூண்டல் விதியைப் பயன்படுத்துகின்றன.பாய்வு அளவீடுகள்கடத்தும் திரவங்களைப் பொறுத்தவரை, நீர் சுத்திகரிப்பு மற்றும் இரசாயனச் செயலாக்கம் முதல் உணவு மற்றும் பானங்கள் உற்பத்தி வரையிலான பல்வேறு தொழில்துறைப் பயன்பாடுகளில், அவற்றின் சரியான தேர்வு, நிறுவுதல் மற்றும் செயல்பாட்டிற்கு, அவற்றின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையைப் புரிந்துகொள்வது அவசியமாகும்.
பதிவிட்ட நேரம்: ஜூன்-24-2025