MANYETİK SAYAÇLAR
7.6 MANYETİK SAYAÇLAR
Manyetik sayaçlar Faraday'ın endüksiyon yasasına dayanırlar. Bu yasaya göre, bir manyetik alan ve iletken arasında meydana gelen göreceli hareket endüklenmiş elektrik akımı yaratır. Bu ilke elektrik motorları ve üreteçlerin çalışma esasıdır. Elektrik motorlarında akım iletkenin hareketine, üreteçte ise iletkenin hareketi elektrik akımının oluşmasına neden olur.
Sayaç elektriksel olarak yalıtılmış bir borunun etrafında manyetik alanı meydana getiren bobin ile borunun içinde karşı karşıya yerleştirilmiş iki elektrottan oluşur. Bobinin meydana getirdiği manyetik alan boru ekseni ile elektrot eksenlerinden oluşan düzleme diktir. Sistem Şekil-7.14'te şematik olarak gösterilmiştir. Sıvı akışı bir grup iletken tel olarak düşünülebilir. Borunun kesiti boyunca akış hızı her noktada farklı olduğuna göre (boru ekseninde maksimum, cidarda minimum akış hızı), iletkenlerin hızlarının farklı olduklarını kabul etmek gerekir. Hareketli
Bölüm 7 Akışkan Akışı Ölçümü
Yrd.Doç.Dr. Dilşad Engin
iletkenlerin oluşturduğu toplam gerilim ortalama hızla (veya debiyle) orantılıdır. Toplam gerilimin bir andaki değeri o andaki ortalama akışkan hızı ile orantılı olduğuna göre, gerilimin debiyi gösterecek şekilde kalibre edilmesi gerekir. Gerilim debi ile orantılı olduğu için akışın laminer veya türbülanslı olması bir şeyi değiştirmez. Ölçme viskozite, yoğunluk, sıcaklık ve basınçtan bağımsızdır. Aynı şekilde sıvının iletkenlik derecesinden de bağımsızdır. Ancak
sıvının minimum bir iletkenliğe sahip olması yeterlidir (0.2 -1 - 0.1 ). Manyetik sayaçların başlıca üstünlükleri şunlardır:
1- Akışı kısıtlayan hiçbir engel yoktur.
2- Basınç kaybı yoktur (düz boruda oluşan kayıp dışında).
3- Kirli, korozif, aşındırıcı ve diğer sorunlu sıvıların ölçülmesinde herhangi bir sorun yoktur.
4- Sayaç ortalama hızı ölçtüğünden boru tesisatının şekli önemli değildir.
5- Bağlantılar elle veya otomatik olarak değiştirilerek ters yöndeki debinin ölçülmesi mümkündür.
6- Sayaç viskozite, yoğunluk, sıcaklık, basınç ve türbülanstan etkilenmez.
Şekil 7.14 Manyetik sayacın çalışmasını gösteren bu resimde alt ve üstte mıknatıslar ile manyetik alanın (B) yarattığı gerilim (E) belirtilmektedir. Boru çapı (D), akış (V) ile gösterilmiştir.
Manyetik sayaçlarda aşağıdaki konulara dikkat edilmelidir:
1- Sıvının iletkenliği enstrüman imalatçısının belirttiği değerin altında olmamalıdır.
2- Sayaç dolu çalışmalıdır. Çünkü debi ortalama hıza göre kalibre edilmektedir.
3- Gaz kabarcıkları ölçme hatalarına neden olur.
4- Sayacın yarattığı düşük gerilimin yangın, patlama gibi bazı sorunlar yaratması önlenmelidir.
5- Elektrotların kirlenmesi ve üzerlerinde bir tabaka oluşması sinyalleri zayıflatır veya tamamen yok eder. Böyle durumlar için elektriksel veya mekanik temizleme yöntemleri geliştirilmiştir. Elektrotların temizlenmesi için bazen sayacın baypas edilip sökülmesi gerekebilir.
6- Sayaçlar elektrik sınıflandırmasına uygun olarak imal edilmelidir. İlk manyetik sayaçlarda sayaç ana borusunun nonmanyetik olması gerekmiştir. Manyetik alanı
yaratmak için demir plakalardan oluşan çekirdeğe sarılmış bobin kullanılmıştır. Daha sonraki modellerde ise demir çekirdek yerine manyetik özellikli ana boru kullanılmıştır. Bunlar daha hafif ve daha kısa aygıtlardır (Şekil-7.25). Manyetik bobin ile iletken akış sıvısı arasına bir yalıtım tabakası konulmuştur. Manyetik sayaçlar 110 inç'ten 100 inç çapına kadar farklı boyutlarda imal edilmektedir. Ölçme doğrulukları ½ ile 2 arasındadır.
Bölüm 7 Akışkan Akışı Ölçümü
Yrd.Doç.Dr. Dilşad Engin
Şekil 7.15 Çeşitli manyetik sayaçlar. Tablo 7.1 Akış sensörlerinin karşılaştırılması Sensör
Aralık yeteneği 1 Doğruluk 2 Üstünlükler
Sakıncalar
orifis
3.5:1
3-4 T.Ö.
-düşük maliyet
- yüksek basınç kaybı
-yaygın endüstriyel
-çamurlu sıvılar tıkar
kullanım
venturi
3.5:1
1 T.Ö.
-orifisten daha düşük
-yüksek maliyet
basınç kaybı
- 15 cm’nin altında
-çamurlu sıvılar tıkamaz
ölçüm
Akış nozülü
3.5:1
2 T.Ö.
-çamurlu servisler için
-orifis plakasından
uygun
pahalı
-orta basınç kaybı
-sınırlı boru boyutları
Dirsek metre
3:1
5-10 T.Ö.
-düşük basınç kaybı
-çok düşük doğruluk
annubar
3:1
0.5-1.5 T.Ö.
- düşük basınç kaybı
- kirli veya yapışkan
-geniş boru çapları
akışkanlar ile düşük başarım
Türbin
20:1
Ölçümün 0.25’i
-geniş aralık yeteneği
- yüksek maliyet
- doğruluk iyi
- özellikle çamurlu sıvılar için filtre gerekli
Vorteks aygıtı
10:1
Ölçümün 1’i
-geniş aralık yeteneği
-pahalı
-yoğunluk, sıcaklık basınç ve viskozitedeki değişimlerden etkilenmez
Pozitif
10:1 veya daha
Ölçümün 0.5’i
-yüksek aralık yeteneği
-yüksek basınç düşümü
yerdeğiştirme
büyük
- doğruluk iyi
-akıştaki çalkalanmalar veya katılardan zarar görür.
Notlar:
1. Aralık yeteneği (rangeability) bir ölçü aletinin yeteri kadar doğrulukla ölçebileceği maksimum debinin (tam ölçek) minimum debiye oranıdır.
2. Doğruluk, kalibre edilmiş enstrüman için belirtilmiştir.
127