Meatairean sruthadh electromagneticTha (EMFan) air an cleachdadh gu farsaing ann am pròiseasan gnìomhachais air sgàth an cruinneas agus an earbsachd àrd ann a bhith a’ tomhas anìre sruthde lionntan giùlain. Bidh na meatairean seo ag obair stèidhichte air Lagh Faraday air Inntrigeadh Electromagnetic, prionnsapal bunaiteach ann an electromagnetism. Tha an artaigil seo a’ toirt seachad mìneachadh mionaideach air mar a bhios meatairean sruthadh electromagnetic ag obair, bhon teòiridh bunaiteach gu na pàirtean agus na tagraidhean practaigeach.
1. Bunait Teòiridheach: Lagh Faraday air Inntrigeadh Electromagnetic
Tha Lagh Faraday ag ràdh nuair a ghluaiseas stiùiriche tro raon magnetach, gu bheil feachd electromotive (EMF) air a bhrosnachadh thairis air an stiùiriche. Ann an co-theacsa meatair sruthadh electromagnetic, bidh an lionn giùlain a tha a’ sruthadh tron mheatair ag obair mar an “stiùiriche”, agus bidh raon magnetach a-staigh a’ mheatair ag obair mar an raon magnetach a-muigh. Tha an EMF brosnaichte dìreach co-rèireach ri astar an lionn, neart an raoin magnetach, agus an t-astar eadar na electrodan a tha a’ tomhas an EMF.
Gu matamataigeach, faodar Lagh Faraday a chur an cèill mar:
E=k×B×v×D
càite:
- Is e E an fheachd electromotive brosnaichte (bholtaids)
- Tha k na sheasmhach
- Is e B neart an raoin magnetach
- 'S e v an astar cuibheasach den leaghan
- ’S e D trast-thomhas an tiùba tomhais (a tha a’ riochdachadh fad an t-seoltaiche anns an raon magnetach)
Leis gu bheil neart an raoin magnetach (B) agus trast-thomhas an tiùba (D) stèidhichte airson meatair sruthadh sònraichte, bidh am bholtadh brosnaichte (E) na thomhas dìreach air astar an leaghan (V). Le bhith ag amalachadh an astar thar ùine, faodar an ìre sruthadh (meud gach aonad ùine) obrachadh a-mach.
2. Co-phàirtean Fiosaigeach Mheatair Sruth Dealan-mhagnaiteach
Corailean Magnetic no Co-chruinneachadh Magnet
Anmeatair sruthanns a bheil seata de chorailean magnetach no cruinneachadh magnet maireannach a bhios a’ gineadh raon magnetach èideadh ceart-cheàrnach ri stiùireadh sruthadh an lionn. Faodaidh an raon magnetach a bhith an dàrna cuid DC (sruth dìreach) no AC (sruth eile), le raointean AC nas cumanta air sgàth an comas pòlarachadh electrode agus bacadh fuaim a lughdachadh. Nuair a thèid raon magnetach AC a chleachdadh, bidh an EMF brosnaichte anns an lionn cuideachd ag atharrachadh gu sinusoidal, a tha a’ sìmpleachadh giullachd chomharran.
Tiùb Tomhais
’S e am pìob tomhais an earrann tro am bi an leaghan a’ sruthadhsruths. Mar as trice, bidh e air a dhèanamh de stuthan neo-mhagnaiteach agus neo-ghiùlain (leithid stàilinn gun smal air a lìnigeadh le PTFE, rubair, no ceirmeag) gus casg a chuir air bacadh leis an raon magnetach agus gus dèanamh cinnteach à tomhas ceart. Tha uachdar a-staigh an tiùba rèidh gus suathadh agus call cuideam a lughdachadh, a’ leigeil leis an leaghan sruthadh gu saor.
Electrodan
Tha dà electrod air an cur mu choinneamh a chèile air balla a’ phìoba tomhais, ceart-cheàrnach ri stiùireadh sruthadh an lionn agus an raon magnetach. Tha na electrodan seo ann an conaltradh dìreach ris an lionn agus thathar gan cleachdadh gus an EMF a tha air a bhrosnachadh a lorg. Mar as trice bidh na electrodan air an dèanamh de stuthan a tha an aghaidh creimeadh (me, Hastelloy, aloidh platanam-iridium) gus seasamh an aghaidh nochdadh do dhiofar lionntan, gu sònraichte an fheadhainn le feartan ionnsaigheach no creimneach.
Tionndair Comharran
’S e comharra dealain glè lag a th’ anns an EMF brosnaichte a lorgar leis na electrodan, gu tric anns an raon microvolt. Bidh an inneal-tionndaidh comharran, ris an canar an tar-chuir cuideachd, a’ neartachadh, a’ sìoladh, agus a’ giullachd a’ chomharra seo gus a thionndadh gu toradh a ghabhas cleachdadh. Faodaidh e an comharra a thionndadh gu cruthan toraidh gnìomhachais àbhaisteach leithid lùban gnàthach 4 - 20 mA, comharran didseatach (me, HART, Modbus), no conaltradh gun uèir le siostaman smachd, a’ comasachadh sgrùdadh agus smachd fìor-ùine air an ìre sruthadh.
3. Pròiseas Obrachaidh Ceum air Cheum
- Gineadh Achaidh Magnetach: Bidh na corailean magnetach no an cruinneachadh magnet a’ cruthachadh raon magnetach seasmhach thar an tiùb tomhais. Tha an raon seo ceart-cheàrnach ri stiùireadh sruthadh an lionn, a’ dèanamh cinnteach gu bheil an lionn giùlain a tha a’ gluasad tron tiùb a’ gearradh tro na loidhnichean feachd magnetach.
- Inntrigeadh EMF: Mar a bhios an leaghan giùlain a’ sruthadh tron phìob tomhais, bidh e ag obair mar stiùiriche gluasadach anns an raon magnetach. A rèir Lagh Faraday, bidh feachd electromotive (EMF) air a bhrosnachadh thairis air an leaghan. Tha meud an EMF seo co-rèireach ri astar an leaghan, neart an raoin magnetach, agus trast-thomhas an tiùba tomhais.
- Lorgaireachd Chomharran: Bidh an dà electrod a tha air am balla-tiùba a’ lorg an EMF a tha air a bhrosnachadh. Leis gu bheil na electrodan ann an conaltradh ris an lionn, bidh iad a’ glacadh an eadar-dhealachaidh comas dealain a tha air a chruthachadh leis an lionn gluasadach anns an raon magnetach.
- Giullachd Chomharran: Thèid an comharra EMF lag a lorgar leis na electrodan a chur chun inneal-tionndaidh chomharran. An seo, thèid an comharra a mheudachadh gus a neart a mheudachadh, a shìoladh gus fuaim agus bacadh a thoirt air falbh, agus a thionndadh gu comharra toraidh àbhaisteach (me, 4 - 20 mA, dàta didseatach).
- Àireamhachadh Ìre Sruth: Tha an comharra a chaidh a phròiseasadh an uair sin air a chleachdadh gus ìre sruth an leaghan obrachadh a-mach. Bidh an inneal-tionndaidh comharran a’ cur algairim matamataigeach an sàs stèidhichte air na cunbhalachdan aithnichte den mheatair sruth (neart achaidh magnetach, trast-thomhas tiùba) gus an EMF tomhaiste a thionndadh gu luach ìre sruth, a ghabhas taisbeanadh gu h-ionadail air a’ mheatair no a thar-chuir gu siostam sgrùdaidh iomallach.
4. Prìomh Bheachdachaidhean agus Teorannachaidhean
Riatanas Seoltachd Lionn
Meatairean sruthadh electromagneticchan urrainn dha ach sruth lionntan giùlain a thomhas. Tha an giùlanachd as ìsle a tha a dhìth ag atharrachadh a rèir an neach-dèanamh ach mar as trice tha e eadar 5 agus 50 μS/cm (micro - Siemens gach ceudameatair). Chan eil lionntan le giùlanachd glè ìosal, leithid uisge no hydrocarbons air an glanadh gu mòr, freagarrach airson tomhas le EMFn àbhaisteach. Ach, faodaidh modailean sònraichte a chaidh a dhealbhadh airson lionntan giùlaineachd ìosal an raon tomhais a leudachadh.
Eadar-theachd Achaidh Magnetic
Faodaidh raointean magnetach bhon taobh a-muigh bacadh a chur air obrachadh meatairean sruthadh electromagnetic. Gus seo a lughdachadh, tha e riatanach gum bi am meatair air a dhìon agus air a thalamh gu ceart. A bharrachd air an sin, bu chòir an t-àite stàlaidh a thaghadh gu faiceallach gus nach bi e faisg air uidheamachd dealain mòr no stòran eile de raointean magnetach.
Stàladh agus Calabrachadh
Tha stàladh ceart deatamach airson tomhas ceart.meatair sruthbu chòir a stàladh ann am pàirt dhìreach den loidhne-phìoban le faid phìoban dhìreach gu leòr suas is sìos (mar as trice 5 - 10 uiread trast-thomhas na pìoba suas is sìos agus 3 - 5 uiread sìos) gus dèanamh cinnteach à pròifil sruthadh seasmhach is èideadh. Tha feum cuideachd air calabrachadh cunbhalach, an dàrna cuid tro dhearbhadh air an làrach no coimeas ri inbhean sruthadh aithnichte, gus cruinneas tomhais a chumail suas thar ùine.
Mar cho-dhùnadh, bidh meatairean sruthadh electromagnetic a’ cleachdadh Lagh Faraday air Inntrigeadh Electromagnetic gus obrachadh a-mach ceart agus earbsach.tomhasan sruthairson lionntan giùlain. Tha tuigse air am prionnsapal obrach riatanach airson taghadh, stàladh agus obrachadh ceart ann an diofar thagraidhean gnìomhachais, bho làimhseachadh uisge agus giullachd cheimigeach gu cinneasachadh bìdh is dibhe.
Àm puist: 24 Ògmhios 2025