دستگاه اندازه گیری جریان مغناطیسی چیست؟
هنگامی که یک هادی الکتریکی عمود بر یک میدان مغناطیسی حرکت کند ، یک ولتاژ در آن هادی عمود بر هر دو خط شار مغناطیسی و جهت حرکت القا می شود. این پدیده به عنوان القاء الکترومغناطیسی شناخته می شود و این اصل اساسی است که کلیه ژنراتورهای الکترومکانیکی بر روی آن کار می کنند. در یک مکانیزم ژنراتور ، هادی مورد نظر به طور معمول یک کویل (یا مجموعه ای از کویل ها) ساخته شده از سیم مسی است. با این حال ، هیچ دلیلی وجود ندارد که هادی از سیم مسی ساخته شود. هر ماده الکتریکی رسانا در حرکت برای القاء ولتاژ الکترومغناطیسی کافی است ، حتی اگر این ماده مایع باشد. بنابراین ، القاء الکترومغناطیسی روشی است که برای اندازه گیری نرخ جریان مایع کاربرد دارد. به معنای عملی ، فقط جریان های مایع با استفاده از این روش قابل اندازه گیری هستند. گازها باید قبل از برقراری برق ، در حالت پلاسما بسیار گرم شوند و بنابراین متر جریان الکترومغناطیسی با اکثر جریانهای تولید گاز صنعتی قابل استفاده نیست. در نظر بگیرید که آب از طریق لوله جریان می یابد ، با یک میدان مغناطیسی که به طور عمود از طریق لوله عبور می کند:
اصل اندازه گیری جریان مغناطیسی
جهت جریان مایع عموماً از طریق خطوط شار مغناطیسی کاهش می یابد و یک ولتاژ در امتداد محور عمود بر هر دو ایجاد می کند. الکترودهای فلزی روبروی یکدیگر در دیواره لوله این ولتاژ را متوقف می کنند و باعث می شود آنرا برای یک مدار الکترونیکی قابل خواندن کنید. ولتاژ ناشی از
حرکت خطی یک هادی از طریق یک میدان مغناطیسی ، EMF حرکتی نامیده می شود ، بزرگی آن با فرمول زیر (با فرض عمود کامل بین جهت سرعت ، جهت یابی خطوط شار مغناطیسی و محور) پیش بینی شده است. اندازه گیری ولتاژ):
ε= Blv
جایی که، ε = EMF حرکتی (ولت) B = چگالی شار مغناطیسی (تسلا) l = طول هادی که از میدان مغناطیسی عبور می کند (متر) v = سرعت هادی (متر در ثانیه) با فرض استحکام میدان مغناطیسی ثابت (ثابت B) و فاصله الکترود برابر با قطر ثابت لوله (ثابت l = d) ، تنها متغیری که قادر به تأثیرگذاری بر ولتاژ القایی است ، سرعت (v) است. در مثال ما ، v سرعت یک قطعه سیم نیست بلکه سرعت متوسط جریان جریان مایع (v) است. از آنجا که می بینیم که این ولتاژ متناسب با سرعت سیال متوسط است ، باید متناسب با سرعت جریان حجمی نیز باشد ، زیرا سرعت جریان حجمی نیز متناسب با سرعت سیال متوسط است. بنابراین ، آنچه ما در اینجا داریم نوعی فلومترسنجی مبتنی بر القاء الکترومغناطیسی است. این کنتورها معمولاً به عنوان جریان سنج مغناطیسی یا به سادگی کنتور جریان شناخته می شوند. ما ممکن است ارتباط بین میزان جریان حجمی (Q) و EMF حرکتی (ε) را با تعویض جبری دقیق تر بیان کنیم. ابتدا فرمول مربوط به جریان حجمی با سرعت متوسط را خواهیم نوشت و سپس آن را برای حل سرعت متوسط دستکاری می کنیم:
Q = Av
Q/A = v
در مرحله بعد ، ما معادله EMF حرکتی را دوباره بیان می کنیم ، و سپس Q / A را برای v جایگزین می کنیم تا به یک معادله مربوط به EMF حرکتی با سرعت جریان حجمی (Q) ، تراکم شار مغناطیسی (B) ، قطر لوله (d) و لوله برسیم. منطقه (A):
از آنجا که می دانیم این یک لوله دایره ای است ، می دانیم که مساحت و قطر با فرمول A = πd2 / 4 به طور مستقیم با یکدیگر در ارتباط هستند. بنابراین ، ما ممکن است این تعریف را برای منطقه در آخرین معادله جایگزین کنیم ، تا به یک فرمول با یک متغیر کمتر (فقط d ، به جای هر دو و A) برسیم:
اگر بخواهیم یک فرمول تعیین کنیم که میزان جریان Q را بر حسب EMF حرکتی (ε) تعیین کند ، ممکن است آخرین معادله را برای حل Q حل کنیم:
این فرمول با موفقیت سرعت جریان را فقط برای شرایط کاملاً مناسب پیش بینی می کند. برای جبران نواقص اجتناب ناپذیر ، معمولاً “ثابت تناسب” (k) در فرمول درج می شود:
جایی که، Q = سرعت جریان حجمی (متر مکعب در ثانیه) ε = EMF حرکتی (ولت) B = چگالی شار مغناطیسی (تسلا) d = قطر لوله جریان (متر) k = ثابت تناسب به خطی بودن این معادله توجه کنید. در هیچ جا با یک قدرت ، ریشه یا عملکرد دیگر ریاضی غیرخطی در معادله برای یک جریان سنج مغناطیسی روبرو نیستیم.
