1. Giriş Ölçme tekniği tüm mühendislik alanlarında önemli bir yere sahiptir. Mühendislik alanlarının her konusu için farklı ölçme yöntemleri ve paralelinde farklı ölçüm cihazları geliştirilmiştir. Akışkanlar mekaniği sahasında da hız, debi, basınç vb. büyüklüklerin ölçümü büyük yer tutmaktadır. Bu amaçla, çok çeşitli metodlar ve bu metodları kullanan cihazlar geliştirilmiştir. Debi ölçüm yöntemlerinin başında, ventürimetre, orifis, rotametre gibi cihazlar gelir. Bunun yanında, ultrasonik, türbin ve vorteks akış ölçerler gibi ölçme cihazları da mevcuttur. Bu cihazların çalışma prensibi Elektromanyetik (EM) akış ölçerlerinkine benzerdir. Türbinli akış ölçerlerin okuma hassasiyeti manyetik akış ölçerlere nazaran çok daha iyidir. Havacılık endüstrisinde sıkça kullanılırlar. Vorteks akış ölçerlerde, ölçüm yapılan boru çapı türbinli akış ölçerlere nazaran daha küçüktür. Manyetik akış ölçerlerin aksine vorteks akış ölçerlerde gaz akışı ölçümü yapmakta mümkündür. Ultrasonik akış ölçerlerde de manyetik akış ölçerler gibi akışa karşı engel oluşturmazlar ve hassasiyetleri EM akış ölçerlerle hemen hemen aynıdır [3,1 3]. Bu cihazlar, son yıllarda bir çok alanda ölçme cihazı olarak kullanılmaya başlanmıştır. Ancak bu cihazların EM akış ölçerlere nazaran en büyük avantajı, elektrik iletkenliğine sahip olmayan sıvılar için de ölçüm yapabilmesidir. Elektromanyetik akış ölçerler, akışkanın elektrik iletkenliğinden yararlanarak, aşırı basınçdüşüşüne sebebiyet vermeden ölçüm yapılabilen cihazlardır. Elektromanyetik (EM) akış ölçerler, ilk kez 1950 'lerde ticari olarak kullanılmaya başlandı. Bu cihazlarla, genellikle 70-5 µS/ cm ve 107 µ5/cm aralığında iletkenliğe sahip olan sıvıların, akışkanın elektrik iletkenliğinden yararlanılarak akışla ilgili bazı büyüklükleri ölçülebilir. Hem düşey hem de yatay borulara yerleştirilebilirler. Bu iletkenlik aralığı, su gibi tüm elektrolitleri (musluk suyu için iletkenlik, 200µ5/cm) ve sıvı metalleri içerirken, petrol gibi son derece düşük iletkenlikli sıvıları içermez. Özellikle sıvı metaller gibi çok yüksek iletkenlikli akışkanların ölçümünde ise problem çıkarabilirler. Elektriksel iletkenlik sıcaklığın bir fonksiyonu olabilir, fakat bazı sıvılar için çözelti yoğunluğuyla artmaz (1 ]. Bu cihazların doğruluk derecesi %1 mertebesindedir. İleri ve geriye doğru akış aynı hassasiyetle ölçülür. Primer çıkışı akış hızıyla orantılı elektriksel bir analog sinyal olduğundan, elektromanyetik akış ölçerler akış hacmi ölçmelerinde de kullanılmaktadır [2]. Ancak bu cihazlar, gaz, buhar ve çamur ölçümü için uygun değillerdir. Dolayısıyla pnömatik sistemlerde kullanılamazlar. 0-100 °c sıcaklık aralığında ölçüm yapabilirler. EM akış ölçerler endüstriyel alanda geniş bir kullanım alanına sahiptir. Özellikle aşağıda sıralanan endüstriyel alanlarda bu cihazların kullanımı yaygındır. Metal çıkarma ve işleme endüstrisinde, bu akış ölçerler, demir cevheri bakır ve alüminyum banyosu, öğütme devreleri ve temel mineral banyolarında kullanılır. Çelik endüstrisinde EM akış ölçerler, sürekli döküm işleminde su akışı uygulamalarında ve fabrika atığı işleme sistemlerinde kullanılır. Bu uygulamaların çoğu aşındırıcı çamurlardır. Enerji endüstrisinde, bu sistemler soğutma kulesi suyu, devridaim suyu, karbon çamuru, kimyasal yıkama, 50, uzaklaştırma ve atık su işleme sistemleri için faydalı bir cihazdır. Kağıt endüstrisinde, yüksek sıcaklıktaki akışkanların debi ölçümünde kullanılır. Titanyum dioksit sulu çözeltisi, kil, boya ve kimyasal maddelerin akışında kullanılır. Gıda endüstirisinde EM akış ölçerler özellikle kontsrüksüyonda temizlik yönünden avantaj sağladıkları için tercih edilmektedir. Gıda endüstrisi tesislerinin bütün elemanlarında kullanılırlar. Örneğin, süt standardizasyonu, tahıl işleme, havalandırma kontrolü, bira ve şeker arıtma işlemleri için bu cihazlardan yararlanılır. Bu cihazların özellikle süt ve dondurma karışımları, kahve, melas ve tahıl şurubu üretiminde çok yüksek performans sağladıkları ispatlanmıştır [3-9]. Tekstil endüstrisinde, kimyasal ölçme işleminde, atık buhar uygulamalarında, boyaların, yakıcıların, reçinelerin ve suyun akış ölçümünde kullanılırlar. Kimya endüstrisinde, kararlı akışın kontrol edilmesi önemli olduğundan bu akış ölçerlerin kullanımı oldukça yaygındır. Manyetik akış ölçerler, güçlü asit ve bazların ölçümünde de kullanılabilirler. Ayrıca, nitrik asit, polystren, alimünyum kloride, çeşitli inorganik tuzlar, ferrik asit ve amonyum hidroksit içeren spesifik ölçme uygulamalarında da bu cihazlar tercih edilirler. Kimya endüstrisi kapsamında incele-necek olunursa, EM akış ölçerler, ilaç sanayinde ve çimento sektöründe yaygın kullanım alanına sahip cihazlardır. Bu cihazların yüksek sıcaklıktaki akışkanların ölçümünde de kullanılabilmesi kimy"a endüstrisi açısından cihazı avantajlı konuma sokmaktadır. EM akış ölçerler hemen hemen tüm atık su işleme sistemlerinde ve endüstriyel sıvı atıklarının ölçümünde kullanılırlar. Bu tip akış ölçerleri sınırlayan tek parametre akışkanın elektrik iletkenliğinin olması gereğidir. Bu çalışmada da, teknolojik gelişmelerin paralelinde akış ölçümünde büyük yer tutan manyetik alan etkisinden yararlanarak akış ölçümü yöntemi ele alınmaktadır. 2. Elektromanyetik Akış Ölçerin Çalışma Prensibi Şekil 2.1.'de gösterildiği gibi iç çapı d olan bir borudan x ekseni yönünde u hızı ile bir akışkan aktığında borunun bir kesitinden geçen B manyetik alanı elektromanyetik etkiye maruz kalır. Bu manyetik alan, akış yönüne doğru açılı bir etki yapar ve bir gerilim farkı meydana getirir. Ayrıca, ketçap ve diğer viskoz, yapışkan akışkanların ölçümünde de kullanılırlar. Çünkü, bu tip akışkanların diğer akış ölçme yöntemleri ile ölçülmesi oldukça zordur. Özellikle, gıda ve ilaç endüstrisi ve süt ürünleri için elektromanyetik akış ölçerlerin tasarımında seçilecek malzemeler için, Amerikan gıda ve ilaç yönetmeliğinin maddeleri esas alınır. Şekil 2.1. Manyetik akış ölçerin çalışma prensibi. TESİSAT DERGİSİ mı SAYI 66 HAZİRAN 2001
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=