Đông hồ đo lưu lượng nước dạng điện từ

1. Nguyên lý hoạt động

• Năm 1831, Michael Faraday đã tìm ra định luật cảm ứng điện từ mà sau này được đặt tên luôn là Faraday. Trong một máy đo lưu lượng điện từ thì cuộn dây được đặt song song với dòng chảy và ở góc bên phải bên trong ống dẫn có đặt một loạt các điện cực, tạo ra một trường từ tĩnh. Các đường ống dẫn phải là vật liệu không từ tính, mặt bên trong ống được phủ chất cách điện. Khi chất lưu chảy qua thì một hiệu điện thế nhỏ xuất hiện trên các điện cực. Hiệu điện thế này tỷ lệ với độ lệch của từ trường. 
• Các lưu lượng kế điện từ hiện đại hoạt động dựa trên trường một chiều DC chuyển đổi được với nguyên tắc không gây ra tiếng ồn (có thể từ RFI, EMI và tiếng ồn điện thực sự trong khi đo lưu lượng chất lưu). Nó hoạt động theo chế độ tắt từ trường, đo điện thế lưu lại trên các điện cực; sau đó là bật lại từ trường và trừ giá trị điện thế lúc bật và lúc tắt cho nhau. Cơ chế này được thực hiện vài lần trong một giây cho phép loại trừ hiện tượng trôi, lệch điểm không. 
• Điều này có nghĩa là điện thế cảm ứng trên các điện cực là tỷ lệ trực tiếp với vận tốc trung bình trong đường ống; cách làm này chính xác hơn rất nhiều các phương pháp đo vận tốc khác.
• Lưu lượng kế điện từ đo vận tốc có độ chính xác đáng kể, tiếp cận được với độ chính xác của các thiết bị đo vị trí. Chúng thường được sử dụng khi ứng dụng đo lưu lượng trong khoảng thời gian tương đối dài. Độ chính xác của lưu lượng kế điện từ là 0.5% của giá trị đo (trong khoảng từ 0.1 tới 10m/s). Một số nhà cung cấp cho biết rằng vẫn có thể đạt được độ chính xác tới 0.25%.

2. Sử dụng lưu lượng kế điện từ

• Lưu lượng kế điện từ có dải ứng dụng rộng lớn mà có thể nói rằng thật dễ để kể về những nơi mà lưu lượng kế điện từ không hoạt động được hơn là phải ngồi liệt kê tất cả các ứng dụng của thiết bị này.
• Lưu lượng kế điện từ sẽ không hoạt động tốt khi các đường ống không phải là đầy chất lưu (ngoại trừ một số thiết kế đặc biệt riêng cho ứng dụng này). Nếu ống không đầy nước sẽ gây nên lỗi đáng kể. Một trong những ví dụ phổ biến nhất về việc sử dụng lưu lượng kế điện từ không đúng là lưu chất chảy dọc theo vectơ trọng trường ra không khí trong một bể nước. Một hiện tượng rất hay xảy ra nữa là dòng chảy rất chậm, ống dẫn không đầy nước và kết quả thu được từ lưu lượng kế điện từ sẽ sai. Đôi khi để giảm hiện tượng này thì có thể thiết kế ống hình chữ U nhằm đảm bảo nước trong ống luôn đầy.
• Lưu lượng kế điện từ sẽ không hoạt động tốt khi các ống dẫn đầy khí gas hoặc không khí. Lí do là làm thay đổi việc tính thể tích đường ống và thay đổi thể tích luồng đi qua thiết bị đo.
• Lưu lượng kế điện từ sẽ không làm việc tốt nếu dòng chảy bắt đầu và dừng liên tục vì có một thời gian trễ giữa lúc dòng chảy bắt đầu và vận tốc chỉ thị của thiết bị đo. Điều này có nghĩa là lưu lượng kế điện từ không làm việc tốt trong điều kiện hoạt động lặp đi lặp lại liên tục trong thời gian ngắn. Trên thực tế vẫn có các trường hợp ngoại lệ của một số ứng dụng đặc biệt sẽ được thiết kế để có thể có đáp ứng rất nhanh.
• Lưu lượng kế điện từ không cho được thông tin về khối lượng lưu chất chảy qua nhưng khi được kết hợp với thiết bị đo mật độ thì có thể cung cấp thông tin có độ chính xác cao. Việc kết hợp sẽ tốt nếu kích thước của ống dẫn cỡ 300mm. Các ứng dụng kiểu này khá phổ biến trong công nghiệp khai thác hay nạo vét sông, bến cảng.
• Quan trọng nhất là lưu lượng kế điện từ sẽ không làm việc được nếu lưu chất có từ tính hoặc phải đo lưu lượng khí gas. Độ dẫn tính tối thiểu của lưu chất cho phép là 5μS (microSiemens). Thực tế cho thấy sẽ không tốt nếu sử dụng lưu lượng kế điện từ để đo vận tốc của lưu chất có độ dẫn trung bình thấp. Lý do là vì điện trở trong của cảm biến phải nhỏ hơn rất nhiều so với điện trở vào của thiết bị đo.
• Cuối cùng, lưu lượng kế điện từ cũng sẽ hoạt động không tốt nếu lưu chất có độ dẫn rất cao (nước muối hay nước biển). Với những ứng dụng đặc biệt trên thì cũng cần có những thiết kế phù hợp.