Elektromanyetik akış ölçerin tarihçesi

Elektromanyetik Debimetrelere Giriş

Elektromanyetik indüksiyon ilkesini kullanarak akışı ölçmek, birçok akış ölçüm yöntemi arasında en yaygın yöntemlerden biridir. Çeşitli akış kanalı şekillerindeki iletken sıvıların akış hızını ve akış hızını ölçebilir ve Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasının bir uygulamasıdır. Elektromanyetik akış ölçer , yaygın olarak kullanılan ve uygun fiyatlı bir cihazdır.

Elektromanyetik İndüksiyonun Keşfi

Elektromanyetik indüksiyon yasası, 1831 yılında İngiliz fizikçi Faraday tarafından keşfedildi. Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasası, bir iletkenin manyetik alandaki manyetik kuvvet çizgilerini kesmesi durumunda, iletkenin her iki ucunda manyetik alanın yönüne ve iletkenin hareket yönüne dik bir indüklenen elektromotor kuvvetinin indükleneceğini belirtir. İndüklenen elektromotor kuvvetinin büyüklüğü, manyetik indüksiyon yoğunluğu ve hareket hızıyla orantılıdır.

İlk Elektromanyetik Akış Ölçer Deneyi

Faraday, 1832 yılında Thames Nehri Waterloo Köprüsü'nün her iki tarafına su akış yönüne dik ve jeomanyetik alan yönünde bir yere elektrot olarak iki metal çubuk yerleştirdi. Bu, dünyanın ilk elektromanyetik akış ölçer deneyiydi. Ancak, elektrokimyasal reaksiyonlar, termoelektrik etkiler vb. nedeniyle ölçülen sinyal yanlıştı ve akış hızı sinyali nehir yatağı tarafından kısa devre yapıldı. Ayrıca, o zamanki ölçüm koşullarının sınırlamaları nedeniyle başarısız oldu. Neyse ki, 1851 yılında Wollsaton ve diğerlerinin İngiliz Kanalı'nın gelgitlerini elektromanyetik indüksiyon yöntemini kullanarak ölçmedeki başarısını gördü.

Faraday elektromanyetik indüksiyon yasasını keşfetti

Elektromanyetik Akış Ölçerlerde İlk Gelişmeler

1917 yılında Smith ve Spirean, elektromanyetik indüksiyon ilkesinin bir gemi hız göstergesi üretmek için uygulanması için bir patent aldılar ve suyun polarizasyon etkisini yenmek için AC uyartımının kullanılmasını önerdiler, böylece elektromanyetik akım ölçerlerin oşinografide uygulanmasının önünü açtılar.

Gelişmeler ve Teorik Katkılar

1930 yılında Williams, DC manyetik alana yerleştirilmiş iletken olmayan dairesel bir tüpte bakır sülfat çözeltisi akışı sağladı. Dairesel tüpün iki elektrodu arasındaki DC voltajı, akış hızıyla orantılıydı. Bu cihaz basit bir elektromanyetik akış ölçer haline geldi. Williams, dairesel tüpteki akış hızı dağılımının ölçüm üzerindeki etkisini ilk kez matematiksel yöntemler kullanarak analiz etti ve tüpün merkez eksenine simetrik olan akış hızı dağılımının elektromanyetik akış ölçerin ölçüm doğruluğunu etkilemediği teorisini öne sürdü. Analizi matematiksel olarak yanlış olmasına rağmen, elektromanyetik akış ölçerin temel teorisi o zamandan itibaren oluşturuldu.

Biyolojik Uygulamalar ve Savaş Sonrası Gelişmeler

1932 yılı civarında, Fabre'nin önerisi üzerine biyologlar Willams ve A. Colin, elektromanyetik akış ölçerleri kullanarak anlık atardamar kan akışını ölçmeyi ve kaydetmeyi başardılar.

II. Dünya Savaşı'ndan sonra atom enerjisi endüstrisi hızla gelişti ve bu da sıvı metalin kalıcı mıknatısının ölçülmesini mümkün kıldı ve elektromanyetik akış ölçer geliştirildi ve uygulandı. Ancak o zamanki geri elektronik teknolojisi nedeniyle uygulama alanı genel endüstriye genişletilemedi.

Endüstriyel Kabul ve Küresel Genişleme

1950'de Hollandalılar ilk olarak tarak gemilerindeki çamur akışını ölçmek için bulamaç elektromanyetik akış ölçerlerini kullandılar. Daha sonra elektromanyetik akış ölçerler Amerika Birleşik Devletleri'nde genel endüstriyel üretimde kullanıldı.

1955'te, Japonya'dan Hokushin Electric ve Yokogawa Electric sırasıyla Fischer & Porter ve ABD'den Foxboro'dan elektromanyetik akış ölçer ürünleri tanıttı. Sürekli sindirim, emilim ve iyileştirmeden sonra, elektromanyetik akış ölçerleri kısa sürede dünya çapında gelişmiş hale geldi. 1955 civarında, eski Sovyetler Birliği, Britanya ve Almanya da elektromanyetik akış ölçerleri başarıyla üretti.

Matematiksel Analiz ve Teknolojik Olgunlaşma

1960'ların başında JA Shercliff, A. Kolin ve diğer öncüller tarafından yapılan sonsuz düzgün manyetik alanlı elektromanyetik akış ölçerin matematiksel analizini tamamladı.

Sonlu uzunluktaki düzgün manyetik alan altında akış hızının matematiksel analizi ve ağırlık fonksiyonu teorisi, elektromanyetik akış ölçerin sistematik bir temel teoriye sahip olmasını sağlayan indüklenen elektromotor kuvvetinin mikroskobik özelliklerini ortaya koydu. Aynı zamanda, elektronik endüstrisinin hızlı gelişimi ve endüstriyel otomasyon derecesinin sürekli iyileştirilmesi koşulları altında, elektromanyetik akış ölçer kademeli olarak iyileşti ve olgunlaştı ve endüstride yaygın olarak kullanılan mükemmel performansa sahip bir akış ölçere dönüştü.

1960'ların sonundan 1970'lerin ortasına kadar, üç boyutlu ağırlık fonksiyonlarının derinlemesine incelenmesiyle, ağırlıklı dağıtım manyetik alanlarına sahip elektromanyetik akış ölçerler ortaya çıktı, bu da sınırlı manyetik alan uzunluğunu büyük ölçüde kısalttı ve ölçümün akış hızına duyarsızlığını bir dereceye kadar iyileştirdi. Aynı zamanda, akış ölçer imalatını basitleştirmeye ve maliyetleri düşürmeye de elverişlidir. Üç boyutlu ağırlık fonksiyonlarının araştırma sonuçları, bu dönemde elektromanyetik akış ölçerlerin geliştirilmesi için önemli bir yol gösterici öneme sahiptir. Bu dönemde entegre devrelerin hızla gelişmesi ve dünya enerji krizi tarafından akış ölçüm cihazları için ortaya konulan daha yüksek performans gereksinimleri nedeniyle, düşük frekanslı dikdörtgen dalga uyarımının yeni bir teknolojisi ortaya çıkmıştır. Düşük frekanslı dikdörtgen dalga uyarımlı elektromanyetik akış ölçerler, AC uyarımlı akış ölçerlerin avantajlarını, DC manyetik alan sinyallerindeki polarizasyon girişimini bastırma ve AC manyetik alan akış ölçerlerinin sinyallerinde bulunan elektromanyetik indüksiyon girişim sinyal bileşenlerini azaltma konusunda yoğunlaştırmaktadır. Debimetrenin sıfır kararlılığını, hassasiyetini ve ölçüm doğruluğunu artırır, güç tüketimini azaltır, değiştirilebilirlik sorunlarını çözer ve elektromanyetik debimetrelerin geliştirilmesinde zirve oluşturur.

Çağdaş Gelişmeler ve Uygulamalar

1980'lerden bu yana, mikroelektronik ve bilgisayar teknolojisinin hızlı gelişimi, elektromanyetik akış ölçerlerin üretim teknolojisini daha olgun ve mükemmel hale getirmiş ve uygulama alanı daha da genişletilmiştir. Çağdaş elektromanyetik akış ölçerler, elektromanyetik akış ölçerlerin ölçüm doğruluğunu ve performansını sürekli olarak iyileştirmek için tek çipli mikrobilgisayar teknolojisi ve dijital işleme yöntemlerini kullanır ve bilgi depolama, zaman paylaşımı işleme, hesaplama ve kontrol yeteneklerinde bilgisayarların avantajlarından tam olarak yararlanabilir. Bu nedenle, iki yönlü ölçüm, boş boru tespiti, çok aralıklı otomatik anahtarlama, insan-bilgisayar diyaloğu, ana bilgisayarla iletişim ve kendi kendine teşhis gibi ek işlevleri gerçekleştirmek nispeten kolaydır. HART protokolü ve diğer saha veri yollarına sahip yeni nesil elektromanyetik akış ölçerler, kullanıcılara yepyeni saha veri yolu üretim kontrolü ve yönetimini gerçekleştirme koşulları sağlar. Bu nedenle, entegre, iki telli, patlamaya dayanıklı, yüksek basınç ve iletişim yeteneğine sahip elektromanyetik akış ölçerler, kimyasal, petrol, çelik ve metalurji gibi endüstriyel üretim süreçlerinin otomatik kontrolünde giderek daha popüler hale geliyor.

Ortaya Çıkan Teknolojiler ve Gelecekteki Yönlendirmeler

Uygulama alanının genişlemesiyle birlikte, düşük iletkenliği ölçebilen kapasitif elektromanyetik akış ölçerler gibi elektromanyetik indüksiyon yöntemlerini kullanan çeşitli yeni iletken sıvı hacmi ölçüm cihazları ve sistemleri ortaya çıkmıştır.
Yerçekimi drenajını ölçmek için kısmen dolu boru elektromanyetik debimetreler, açık kanal ölçümü için dalgıç elektromanyetik debimetreler, açık kanallarda ve büyük çaplı borularda noktasal akış hızını ölçebilen elektromanyetik debimetreler ve yerleştirme elektromanyetik debimetreler , elektromanyetik akış hızı-su seviyesi yönteminden oluşan açık kanal ölçüm sistemleri vb.

Çin'de Elektromanyetik Akış Ölçerlerin Gelişimi

Çin, elektromanyetik akış ölçerleri 1950'lerin sonlarında geliştirmeye başladı ve Şanghay Guanghua Enstrüman Fabrikası, 1960'ların başlarında topluma ürün sağlamaya başladı. 1967'de Şanghay Endüstriyel Otomasyon Enstrüman Araştırma Enstitüsü, Şanghay Guanghua Enstrüman Fabrikası, Kaifeng Enstrüman Fabrikası, Tianjin Otomasyon Enstrüman Fabrikası No. 3, vb. Şanghay Endüstriyel Otomasyon Enstrüman Araştırma Enstitüsü'nde düzenlenen elektromanyetik akış ölçerlerin ulusal birleşik tasarımına katıldı. Zaman kısa olmasına rağmen, herkes beyin fırtınası yaptı ve elektromanyetik akış ölçerler hakkındaki anlayışı geliştirdi. Bir yıldan kısa bir sürede, bir dizi Çin manyetik akış ölçeri tasarlandı ve geliştirildi. Daha da önemlisi, bu ulusal birleşik elektromanyetik akış ölçer tasarımı, Çin'de elektromanyetik akış ölçerlerin sonraki gelişiminin temelini attı ve yetenekleri yetiştirdi.

Çin'in İlerlemesi ve Teknolojik Gelişmeler

1970'lerin ortalarında, gelişmiş sanayi ülkelerinin etkisiyle, Çin'de elektromanyetik akış ölçer teorisi üzerine yapılan araştırmalar da zirveye ulaştı. Haziran 1975'te, Pekin Üniversitesi'nden ünlü fizikçiler Profesör Wang Zhuxi ve Profesör Zhao Kaihua, birçok ünlü Çin manyetik akış ölçer faktörü tarafından elektromanyetik akış ölçer ağırlık fonksiyonu teorisinin titiz bir matematiksel analizini yapmak ve dersler vermek üzere davet edildiler. Bu, Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Kuzeydoğu Bilim ve Teknoloji Üniversitesi ve Şanghay Jiaotong Üniversitesi gibi birçok üniversitenin elektromanyetik akış ölçer teorisi araştırmalarına ve ülkemin ağırlıklı dağıtılmış manyetik alan elektromanyetik akış ölçer ürünlerinin geliştirilmesine aktif olarak katılmasına yol açtı.

Mevcut Durum ve Gelecek Beklentileri

Çin'in elektromanyetik akış ölçeri, yabancı ileri teknolojiyi tanıtarak ve yabancı ileri işletmelerle ortak girişimler kurarak reform yolunu daha erken ve daha başarılı bir şekilde kat eden yüksek teknolojili ürünlerden biridir. Bu, yalnızca omurga elektromanyetik akış ölçer üretim işletmelerinin hızla gelişmesini sağlamakla kalmamış, aynı zamanda elektromanyetik akış ölçer üreten diğer küçük ve orta ölçekli işletmelerin teknolojik ilerlemesini de yönlendirmiştir. Şu anda, ülkemin elektromanyetik akış ölçer üretimi temel olarak düşük frekanslı dikdörtgen dalga uyarılmasına dayanmaktadır ve kademeli olarak ağırlıklı manyetik alan ve akıllı akış ölçerler çağına girmiştir. Manyetik akış ölçer sensör boyutu 3 mm ile 3000 mm arasında değişmektedir ve ölçüm doğruluğu ±%0,3 R veya ±%1 FS aralığındadır. Çin elektromanyetik akış ölçer üreticilerinin sayısı 1980'lerin başında 4'ten şu anda yaklaşık 30'a çıkmıştır; çıktı yılda 1.000 setten azdan bugün yılda yaklaşık 30.000 sete çıkmıştır. Üretim teknolojisi seviyesi, geliştirme kabiliyetleri veya pazar gelişimi açısından Çin'in elektromanyetik akış ölçerleri ile dünyadaki ileri seviye arasındaki fark hızla daralıyor.

Çin, elektromanyetik akış ölçer endüstri standardını 1980 yılında formüle etti. Teknolojinin gelişmesi ve ilerlemesiyle birlikte, 1999 yılında revize edildi ve ISO uluslararası standardı (ISO 9104:

Ulusal standartlar GB/T 18659-2002 [Kapalı borulardaki iletken sıvıların akışını ölçmek için elektromanyetik akış ölçerlerin performansını değerlendirme yöntemleri] ve GB/T 18660-2002 [Kapalı borulardaki iletken sıvıların akışını ölçmek için elektromanyetik akış ölçerlerin kullanımı yöntemleri] yayımlanmıştır. Bu, Çin'in elektromanyetik akış ölçerlerinin gelecekte uluslararası standartlarla uyumlu olmasını sağlayacak ve Çin'in elektromanyetik akış ölçerlerinin geliştirilmesi için koşullar yaratacaktır.