Como o perfil de fluxo afeta as medições de fluxo?

Pesquisadores do Fraunhofer IPM desenvolveram um método de medição de fluxo sem contato baseado em campos magnéticos. Pela primeira vez, eles conseguiram mostrar o impacto quantitativo do perfil de fluxo no sinal magnético. Isso abre novas possibilidades para melhorar o método de medição.

Os resultados foram publicados recentemente no Revista de Física Aplicada.

Existem muitos processos de fabricação em várias indústrias onde líquidos fluindo desempenham um papel fundamental. Controlar ou automatizar tais processos requer dados confiáveis ​​sobre a taxa de fluxo dos líquidos. A técnica de medição de fluxo baseada em campo magnético desenvolvida no Fraunhofer IPM fornece dados de fluxo precisos sem qualquer contato com o líquido.

O primeiro passo é polarizar magneticamente o meio líquido com um ímã permanente. Em um segundo passo, essa polaridade é invertida usando impulsos de alta frequência. Isso cria marcadores magnéticos locais no fluido, que são detectados em um terceiro passo por sensores quânticos altamente sensíveis através da parede do tubo após o fluido ter fluído por uma seção definida. Este método pode ser usado para determinar a velocidade de fluxo de um fluido magnetizável.

Mapeando a distribuição de magnetização

O perfil de fluxo tem um forte efeito na força do marcador neste método de medição. Pesquisadores do Fraunhofer IPM conseguiram provar isso usando um modelo da distribuição de magnetização em um fluido fluindo.

Eles simularam tanto a distribuição efetiva do ângulo de inversão quanto o desenvolvimento temporal da magnetização, e descobriram que a variação da velocidade do fluxo amplia a distribuição dos ângulos de inversão pelo diâmetro do tubo, atenuando o sinal magnético. Com esse entendimento mais profundo, os pesquisadores agora são capazes de otimizar ainda mais o método de medição.

De acordo com Leonhard Schmieder, pesquisador do Fraunhofer IPM e principal autor da publicação, este projeto de pesquisa foi o primeiro a implementar a abordagem de mapeamento em um experimento baseado em magnetometria de campo zero a ultrabaixo usando ressonância magnética nuclear.

“Nossa abordagem de medição sem contato é adequada para uma ampla gama de aplicações. Nosso método se destaca sempre que soluções não invasivas, precisas e eficientes são necessárias”, diz Schmieder.