O princípio de medição de vazão eletromagnético

As mais diversas substâncias são transportadas e distribuídas em sistemas de tubulação todos os dias. Isso pode incluir água potável, sucos de frutas, produtos químicos ou até mesmo lamas contendo pedras.
Os fluidos que fluem pelos tubos geralmente têm propriedades completamente diferentes. Consequentemente, existem diferentes princípios para sua medição.
Um desses métodos é a medição de vazão com base no princípio eletromagnético.
A física básica desse princípio remonta ao físico inglês Michael Faraday, que, em 1831, descobriu que a corrente elétrica pode ser gerada com um campo magnético.
Cerca de 100 anos depois, o inventor e padre suíço Padre Boaventura Thürlemann aplicou esse conhecimento a líquidos eletricamente condutores que fluem em tubos e construiu o primeiro medidor de vazão eletromagnético do mundo.

Vamos dar uma olhada mais de perto em como esse método de medição funciona!
Duas bobinas de campo ficam localizadas dentro de cada medidor de vazão eletromagnético. Com a ajuda das chamadas sapatas polares, essas bobinas geram um campo magnético constante por toda a seção transversal do tubo de medição.
Dois eletrodos, que podem captar tensões elétricas, são instalados em um ângulo reto na parede do tubo.
O revestimento instalado na parede interna evita curtos-circuitos elétricos entre o líquido condutor e o tubo metálico.
Se não houver vazão de líquido, nenhuma tensão elétrica induzida será medida inicialmente entre os dois eletrodos.

As partículas eletricamente carregadas do líquido condutor são distribuídas uniformemente - mostradas aqui na água potável com partículas vermelhas e azuis.
No entanto, assim que o líquido começa a fluir no tubo de medição, o campo magnético aplica uma força às partículas carregadas.
Como resultado, as partículas carregadas positiva e negativamente no líquido são separadas e se acumulam nos lados opostos da parede do tubo.
Agora, uma tensão elétrica se forma e é detectada e medida pelos dois eletrodos.
Essa tensão é diretamente proporcional à velocidade da vazão na tubulação.
Juntamente com a seção transversal conhecida do tubo, o volume atual da vazão pode ser calculado.
Quanto maior a velocidade da vazão - e, portanto, a separação das partículas carregadas - maior a tensão elétrica entre os eletrodos.

Os eletrodos também detectam o que é chamado de “tensão de interferência”, que deve ser separada do sinal de medição em si.
Um método que tem sido usado com sucesso para essa finalidade é criar o campo magnético com uma corrente contínua pulsada.
Para isso, a polaridade do campo magnético é alternadamente invertida - ilustrada aqui em câmera lenta.
A tensão captada nos eletrodos de medição agora muda constantemente de polaridade.
Como resultado, todas as tensões de interferência constantes podem ser eliminadas — por exemplo, efeitos eletroquímicos no líquido ou campos eletromagnéticos externos.
Assim, o tamanho dessas tensões de interferência não tem impacto algum sobre o sinal de medição. As vantagens disso são uma medição estável e um ponto zero estável do sistema.

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