Un cabalímetre electromagnètic (cabalímetre magnètic) mesura el cabal de líquids conductors basant-se en la llei d'inducció electromagnètica de Faraday. A diferència dels cabalímetres mecànics, no té parts mòbils i no crea cap obstrucció dins de la canonada, cosa que el fa àmpliament utilitzat per a aplicacions d'aigua, aigües residuals, productes químics, fangs i altres líquids conductors.
El principi bàsic és que quan un líquid conductor es mou a través d'un camp magnètic, genera un petit voltatge elèctric. El mesurador de cabal electromagnètic detecta aquest voltatge i el converteix en un valor de velocitat i cabal.
Principi de funcionament d'un mesurador de cabal electromagnètic
El procés de mesurament inclou tres components principals:
1. Generació de camp magnètic
2. Detecció de voltatge mitjançant elèctrodes
3. Càlcul del cabal pel convertidor
1. Creació d'un camp magnètic dins del tub de mesura
Dins del sensor del cabalímetre electromagnètic, unes bobines electromagnètiques generen un camp magnètic a través del tub de mesura.
El revestiment del sensor aïlla elèctricament el líquid del cos del tub metàl·lic, mentre que dos elèctrodes estan instal·lats a costats oposats del tub de mesura per detectar el voltatge generat.
Quan no hi ha flux de líquid, no hi ha moviment de partícules conductores a través del camp magnètic, de manera que no es genera cap voltatge mesurable.
2. Generació d'un senyal elèctric a partir del moviment d'un líquid
Quan un líquid conductor flueix a través del camp magnètic, les partícules carregades de l'interior del líquid es mouen a través de les línies del camp magnètic.
Segons la llei de Faraday:
* Un líquid conductor en moviment actua com un conductor.
* El camp magnètic indueix un senyal de voltatge.
* El voltatge és proporcional a la velocitat del líquid.
Els elèctrodes instal·lats al sensor detecten aquest senyal de voltatge.
Com més ràpid flueixi el líquid, més alt serà el voltatge induït.
3. Conversió del senyal en cabal
El convertidor rep el senyal de voltatge molt petit dels elèctrodes i el processa a través de circuits electrònics.
El convertidor calcula:
* Velocitat del flux
* Cabal instantani
* Volum total acumulat
La sortida final es pot visualitzar localment o transmetre a través d'interfícies de comunicació com ara:
* 4–20 mA
* RS485 Modbus
* HART
* Sortida d'impulsos
* Protocols de comunicació digital
Quins factors afecten el mesurament del flux electromagnètic?
Tot i que els mesuradors de cabal electromagnètics són altament fiables, hi ha diverses condicions importants per a una mesura precisa.
1. Conductivitat líquida
El líquid ha de tenir una conductivitat elèctrica suficient per generar un senyal mesurable.
Requisit típic:
Conductivitat ≥ 5 μS/cm
Els líquids adequats inclouen:
* Aigua
* Aigües residuals
* Solucions químiques
* Puré
* Polpa
No apte:
* Oli
* Combustible
* Gasolina
* Altres líquids no conductors
2. La canonada ha d'estar completament plena
El tub de mesura sempre ha d'estar ple de líquid.
Si la canonada està parcialment buida:
* És possible que els elèctrodes no entrin completament en contacte amb el líquid.
* El senyal esdevé inestable.
* La precisió de la mesura disminueix.
Per aquest motiu, eviteu la instal·lació de cabalímetres electromagnètics:
* Al punt més alt de la canonada.
* Abans d'una sortida de descàrrega lliure.
* En llocs on es pot acumular aire.
3. Connexió a terra adequada
Com que el senyal de mesura és molt petit, la connexió a terra és essencial.
Una connexió a terra adequada ajuda a:
* Eliminació d'interferències elèctriques.
* Estabilitza el punt zero.
* Millorar la fiabilitat de les mesures.
Els anells de connexió a terra poden ser necessaris per a:
* Tubs de plàstic.
* Canonades amb revestiment de goma.
* Canonades no conductores.
Per què un mesurador de cabal electromagnètic no té pèrdua de pressió?
Un dels principals avantatges dels mesuradors de cabal electromagnètics és que no hi ha parts mòbils ni obstruccions internes.
El diàmetre interior del sensor és gairebé el mateix que el diàmetre de la canonada, cosa que permet que el líquid passi lliurement.
Els beneficis inclouen:
* Sense pèrdua de pressió addicional.
* Apte per a canonades de grans mides.
* Requisits de manteniment baixos.
* Bon rendiment amb líquids que contenen sòlids en suspensió.
Això fa que els mesuradors de cabal electromagnètics siguin especialment adequats per a:
* Plantes de tractament d'aigües residuals.
* Sistemes de distribució d'aigua.
* Aplicacions mineres.
* Indústries paperera i de pasta de paper.
Pot un mesurador de flux electromagnètic mesurar el flux invers?
Sí.
La majoria dels mesuradors de cabal electromagnètics poden mesurar el flux bidireccional.
Segons la configuració, el comptador pot:
* Mostra el flux cap endavant.
* Mostra el flux invers.
* Calcula el cabal total en diferents direccions.
Aquesta característica és útil en aplicacions on la direcció del flux pot canviar, com ara:
* Sistemes de circulació d'aigua.
* Prova de la bomba.
* Canonades de processos industrials.
⸻
Avantatges dels mesuradors de cabal electromagnètics
Els mesuradors de cabal electromagnètics ofereixen diversos avantatges:
Alta precisió
Poden proporcionar mesures estables i precises quan s'instal·len correctament.
Sense peces mòbils
No hi ha impulsors ni components mecànics que es puguin desgastar.
Apte per a líquids bruts
Poden mesurar líquids que contenen:
* Sòlids en suspensió
* Fibres
* Partícules de fang
Àmplia gamma d'aplicacions
Les aplicacions comunes inclouen:
* Subministrament d'aigua municipal
* Tractament d'aigües residuals
* Processament químic
* Menjar i begudes
* Mineria
* Reg
⸻
Limitacions dels mesuradors de cabal electromagnètics
Malgrat els seus avantatges, els mesuradors de cabal electromagnètics tenen algunes limitacions:
No es poden mesurar líquids no conductors
Els líquids com l'oli i el combustible no generen suficients senyals elèctrics.
Requereix una instal·lació adequada
Una instal·lació incorrecta, una mala connexió a terra o bombolles d'aire poden afectar l'estabilitat de la mesura.
Requereixen medis conductors
Cal comprovar la conductivitat del líquid abans de la selecció.
Un mesurador de cabal electromagnètic mesura el cabal utilitzant la llei d'inducció electromagnètica de Faraday. Quan un líquid conductor passa a través d'un camp magnètic, genera un senyal de voltatge que és detectat pels elèctrodes. El convertidor processa aquest senyal i calcula la velocitat i el cabal del flux.
Com que no té peces mòbils, requereix poc manteniment i té un excel·lent rendiment amb líquids conductors, el mesurador de cabal electromagnètic s'utilitza àmpliament en aplicacions d'aigua, aigües residuals, productes químics i processos industrials.
Per a una mesura fiable, assegureu-vos sempre que la conductivitat del líquid sigui suficient, que la canonada romangui completament plena i que hi hagi una connexió a terra adequada.
Data de publicació: 27 de juliol de 2026