مقاله کامل بعد از پرداخت وجه
لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"
فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحات: 26
مقدمه
اساس عملکرد یک فلومیتر الکترومغناطیسی بر پایه ایجاد ولتاژ القایی ناشی از حرکت مایعات از میان یک میدان مغناطیسی ایجاد شده، است که با استفاده از قانون القای فارادی بیان می‌شود[3,1]. فلومیترهای الکترومغناطیسی به‌طور گسترده‌ای در اندازه‌گیری حجم شار قابل اندازه‌گیری در محیط صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند که آن هم به‌خاطر دقت بسیار زیاد آنها می‌باشد. این خصوصیات، استفاده فلومیترهای صنعتی را برای سیالات مختلف و مسئله دار نظیر پس‌آب‌ها، خمیر کاغذ، مخلوط‌های غیریکنواخت در صنایع غذایی و غیره پیشنهاد می‌کند.
تاکنون تحقیقات زیادی در زمینه طراحی فلومیترهای الکترومغناطیسی و مسائل مربوط به آنها انجام شده است [11,1]. در مراجع [2,1] ایده‌ای اولیه به‌صورت تابع وزن دو بعدی ارائه شده است که درجه توزیع پروفیل سرعت مایع به سیگنال فلوی عبوری در مقطع عرضی لوله را نشان می‌دهد. همچنین مشخص شده است که برای یک فلومیتر با میدان مغناطیسی یکنواخت و الکترودهای نقطه‌ای، هر پروفیل فلوی خطی متقارن با سرعت متوسط عبوری ، ولتاژی را به‌مقدار ایجاد خواهد کرد[2,1]. البته ایده تابع وزن به‌صورت سه بعدی با استفاده از مفهوم جریان مجازی (Virtual Density Current) قابل توسعه است که در این حالت، شرایط برای یک فلومیتر ایده‌آل با یک سیال تراکم‌ناپذیر دارای می‌باشد. در این وضعیت، سیگنال در الکترودها متناسب با نرخ فلوی عبوری بدون در نظر گرفتن توزیع سرعت خواهد بود[3,5,6].
در مراجع [4,7] نحوه عملکرد یک فلومیتر الکترومغناطیسی برای یک لوله با مقطع دایره‌ای شکل ارائه شده است و این در حـالی است که در مقاطـع چهـارگوش و سـرباز، میـزان ولتـاژ القـایی، مستقل از توزیع سرعت سیال می‌باشد[11,8]. همچنین در مراجع [9,8] کالیبراسیون فلومیترهای الکترومغناطیسی برای کانال با مقطع چهارگوش و سرباز با استفاده از شبکه‌های عصبی انجام شده است.
در این مقاله، هدف آن است که افزون بر ارائه اصول کلی طراحی فلومیترهای الکترومغناطیسی با مقطع دایره‌ای شکل، چگونگی کالیبراسیون آنها را با استفاده از روش جدید شبکه‌های عصبی و با فرض مقطع دایره‌ای شکل لوله مورد نظر نشان دهیم. بدین منظور در بخش‌های (2) و (3)، اصول کلی و تحلیل فلومیترهای الکترومغناطیسی ارائه گردیده و با استفاده از نرم‌افزار Matlab طراحی فلومیتر الکترومغناطیسی در قالب یک برنامه m_file آورده شده است. سپس در بخش (4)، نحوه کالیبراسیون فلومیترهای الکترومغناطیسی برای لوله با مقطع دایره‌ای بیان شده است. به‌منظور ارزیابی مطالب ارائه شده در بخش‌های (3) و (4)، در بخش (5) نیز نتایج شبیه‌سازی طراحی فلومیتر الکترومغناطیسی و اثرات ضریب رسانایی و ارتفاع مایع در لوله بر ولتاژ القایی بین دو الکترود ارائه گردیده است. همچنین با توجه به غیر‌خطی بودن تابع ضریب تصحیح در کالیبراسیون فلومیتر و استفاده از شبکه عصبی پیشنهادی، این ضریب تصحیح به شکل مطلوب و دقیقی تعیین شده است. این موضوع باعث کاهش خطا در فلومیتر می‌شود.
اصول کلی عملکرد فلومیتر- تعاریف اساسی
عملکرد یک فلومیتر الکترومغناطیسی بر اساس قانون ولتاژ القاء فارادی می‌باشد. از میان آنالیزهای تئوریک دیده شده است که برای میدان‌های مغناطیسی پایا، سیگنال فلوی عبوری، متناسب با نرخ حجم عبوری فلوی سیال در پروفیل سرعت عبوری می‌باشد.
مقاله در مورد طراحی فلومیتر الکترو مغاطیسی