Lorentz force velocimetry
લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ વેલોસિમેટ્રી (એલ. એફ. વી.) એ બિન-સંપર્ક વિદ્યુતચુંબકીય પ્રવાહ માપન તકનીક છે. એલ. એફ. વી. ખાસ કરીને સ્ટીલ અથવા એલ્યુમિનિયમ જેવી પ્રવાહી ધાતુઓમાં વેગ માપવા માટે યોગ્ય છે અને હાલમાં ધાતુશાસ્ત્રના ઉપયોગ માટે વિકાસ હેઠળ છે. પ્રવાહી એલ્યુમિનિયમ અને પીગળેલા કાચ જેવા ગરમ અને આક્રમક પ્રવાહીમાં પ્રવાહ વેગનું માપન ઔદ્યોગિક પ્રવાહી મિકેનિક્સના મોટા પડકારોમાંથી એક છે. પ્રવાહી ઉપરાંત, એલ. એફ. વી. નો ઉપયોગ ઘન પદાર્થોના વેગને માપવા તેમજ તેમની રચનાઓમાં સૂક્ષ્મ ખામીઓ શોધવા માટે પણ થઈ શકે છે. લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ વેલોસિમેટ્રી સિસ્ટમને લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ ફ્લોમીટર (એલએફએફ) કહેવામાં આવે છે. એલ. એફ. એફ. ગતિમાં પ્રવાહી ધાતુ અને લાગુ ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે સંકલિત અથવા જથ્થાબંધ લોરેન્ટ્ઝ બળને માપે છે. આ કિસ્સામાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની લાક્ષણિક લંબાઈ ચેનલના પરિમાણો જેટલી જ તીવ્રતાના ક્રમની હોય છે. તે ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે કે જ્યાં સ્થાનિક ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યાં સ્થાનિક વેગ માપન કરવું શક્ય છે અને આમ લોરેન્ટ્ઝ બળ વેગમાપક શબ્દનો ઉપયોગ થાય છે. પ્રવાહ માપનમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ 19મી સદીમાં થયો હતો, જ્યારે 1832માં માઈકલ ફેરાડેએ થેમ્સ નદીનો વેગ નક્કી કરવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો. ફેરાડેએ એક એવી પદ્ધતિ લાગુ કરી જેમાં પ્રવાહ (નદીનો પ્રવાહ) ચુંબકીય ક્ષેત્ર (પૃથ્વી ચુંબકીય ક્ષેત્ર) ના સંપર્કમાં આવે છે અને પ્રેરિત વોલ્ટેજને સમાન પ્રવાહમાં બે ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ પ્રવાહ માપનમાં સૌથી સફળ વ્યાપારી ઉપયોગોમાંથી એકનો આધાર છે જે પ્રેરક પ્રવાહમાપક તરીકે ઓળખાય છે. આવા ઉપકરણોનો સિદ્ધાંત પ્રો. જે. દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યો છે અને તેનો વ્યાપક સારાંશ આપવામાં આવ્યો છે. 1950ના દાયકાની શરૂઆતમાં એ. શેરક્લિફ. જ્યારે પીણાં, રસાયણો અને નકામા પાણી જેવા ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહીમાં પ્રવાહ માપન માટે પ્રેરક ફ્લોમીટરનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે, ત્યારે તેઓ ગરમ, આક્રમક અથવા સ્થાનિક માપન જેવા માધ્યમોના પ્રવાહ માપન માટે યોગ્ય નથી જ્યાં આસપાસના અવરોધો ચેનલ અથવા પાઇપની પહોંચને મર્યાદિત કરે છે. તેમને પ્રવાહીમાં ઇલેક્ટ્રોડ દાખલ કરવાની જરૂર હોવાથી, તેમનો ઉપયોગ વ્યવહારીક રીતે સંબંધિત ધાતુઓના ગલનબિંદુથી ઘણા નીચા તાપમાને કાર્યક્રમો સુધી મર્યાદિત છે. લોરેન્ટ્ઝ બળ વેગમાપની શોધ એ. શેરક્લિફ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. જો કે, તાજેતરના તકનીકી પ્રગતિ સુધી આ પ્રારંભિક વર્ષોમાં તેને વ્યવહારુ ઉપયોગ મળ્યો ન હતો; દુર્લભ પૃથ્વી અને બિન-દુર્લભ-પૃથ્વી મજબૂત કાયમી ચુંબક, સચોટ બળ માપન તકનીકો, મેગ્નેટોહાઇડ્રોડાયનેમિક (MHD) સમસ્યાઓ માટે મલ્ટિફિઝિકલ પ્રોસેસ સિમ્યુલેશન સોફ્ટવેરના ઉત્પાદનમાં કે આ સિદ્ધાંતને શક્ય કાર્યકારી પ્રવાહ માપન તકનીકમાં ફેરવી શકાય છે. એલ. એફ. વી. હાલમાં ધાતુશાસ્ત્ર તેમજ અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ માટે વિકસાવવામાં આવી રહ્યું છે. શેરક્લિફ દ્વારા રજૂ કરાયેલા સિદ્ધાંતના આધારે પ્રવાહ માપન પદ્ધતિઓ વિકસાવવાના ઘણા પ્રયાસો કરવામાં આવ્યા છે જેને પ્રવાહી સાથે કોઈ યાંત્રિક સંપર્કની જરૂર નથી. તેમાંથી એડી કરંટ ફ્લોમીટર છે જે પ્રવાહ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી કોઇલના વિદ્યુત અવરોધમાં પ્રવાહ-પ્રેરિત ફેરફારોને માપે છે. તાજેતરમાં, બિન-સંપર્ક પદ્ધતિની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી જેમાં પ્રવાહ પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે અને વેગ લાગુ ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રવાહ-પ્રેરિત વિકૃતિઓના માપમાંથી નક્કી કરવામાં આવે છે. સિદ્ધાંત અને ભૌતિક અર્થઘટન લોરેન્ટ્ઝ બળ વેગમાપકનો સિદ્ધાંત લોરેન્ટ્ઝ બળના માપન પર આધારિત છે જે ચલ ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ વાહક પ્રવાહીના પ્રવાહને કારણે થાય છે. ફેરાડેના કાયદા અનુસાર, જ્યારે ધાતુ અથવા વાહક પ્રવાહી ચુંબકીય ક્ષેત્રમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે એડી પ્રવાહો મહત્તમ ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઢાળના ઝોનમાં ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે (વર્તમાન કિસ્સામાં ઇનલેટ અને આઉટલેટ ઝોનમાં). એડી પ્રવાહ તેના બદલામાં એમ્પીયરના નિયમ અનુસાર પ્રેરિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. એડી પ્રવાહો અને કુલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા લોરેન્ટ્ઝ બળને જન્મ આપે છે જે પ્રવાહને તોડે છે. ન્યૂટનના ત્રીજા નિયમ "એક્ટીયો = રિએક્ટીયો" ના આધારે સમાન તીવ્રતા પરંતુ વિરુદ્ધ દિશા ધરાવતું બળ તેના સ્ત્રોત-કાયમી ચુંબક પર કાર્ય કરે છે. ચુંબકના પ્રતિક્રિયા બળનું સીધું માપન પ્રવાહીનો વેગ નક્કી કરવાની મંજૂરી આપે છે, કારણ કે આ બળ પ્રવાહ દરના પ્રમાણમાં હોય છે. એલ. એફ. વી. માં વપરાતા લોરેન્ટ્ઝ બળને ચુંબકીય આકર્ષણ અથવા પ્રતિકર્ષણ સાથે કોઈ લેવાદેવા નથી. તે માત્ર એડી પ્રવાહોને કારણે છે જેની તાકાત વિદ્યુત વાહકતા, પ્રવાહી અને કાયમી ચુંબક વચ્ચેના સંબંધિત વેગ તેમજ ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા પર આધારિત છે. તેથી, જ્યારે પ્રવાહી ધાતુ ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ તરફ આગળ વધે છે, ત્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા (જે કાં તો વર્તમાન વહન કરતી કોઇલ દ્વારા અથવા કાયમી ચુંબક દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે) પ્રેરિત એડી પ્રવાહો સાથે લોરેન્ટ્ઝ બળ (ઘનતા સાથે) તરફ દોરી જાય છે જે પ્રવાહને અટકાવે છે. લોરેન્ટ્ઝ બળની ઘનતા આશરે જ્યાં પ્રવાહીની વિદ્યુત વાહકતા, તેનો વેગ અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા છે. આ હકીકત જાણીતી છે અને તેના વિવિધ ઉપયોગો જોવા મળ્યા છે. આ બળ પ્રવાહીના વેગ અને વાહકતાને પ્રમાણસર હોય છે, અને તેનું માપન એ એલ. એફ. વી. નો મુખ્ય વિચાર છે. શક્તિશાળી દુર્લભ પૃથ્વી કાયમી ચુંબક (જેમ કે એન. ડી. એફ. ઇ. બી., એસ. એમ. સી. ઓ. અને અન્ય પ્રકારના ચુંબક) અને કાયમી ચુંબક દ્વારા અત્યાધુનિક પ્રણાલીઓની રચના માટેના સાધનોના તાજેતરના આગમન સાથે આ સિદ્ધાંતની વ્યવહારુ અનુભૂતિ હવે શક્ય બની છે. પ્રાથમિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર કાયમી ચુંબક અથવા પ્રાથમિક પ્રવાહ દ્વારા ઉત્પન્ન થઈ શકે છે (આકૃતિ જુઓ. 1). પ્રાથમિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ પ્રવાહીની ગતિ એડી પ્રવાહોને પ્રેરિત કરે છે જે આકૃતિ 3 માં સ્કેચ કરવામાં આવે છે. તેમને ગૌણ પ્રવાહો દ્વારા સૂચવવામાં આવશે અને કહેવામાં આવશે. પ્રાથમિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ગૌણ પ્રવાહની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રવાહીની અંદર લોરેન્ટ્ઝ બળ માટે જવાબદાર છે જે પ્રવાહને તોડે છે. ગૌણ પ્રવાહો ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, ગૌણ ચુંબકીય ક્ષેત્ર. ગૌણ ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે પ્રાથમિક વિદ્યુત પ્રવાહની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ચુંબક પ્રણાલી પર લોરેન્ટ્ઝ બળને જન્મ આપે છે લોરેન્ટ્ઝ બળ વેગમાપક માટેનો પારસ્પરિક સિદ્ધાંત જણાવે છે કે પ્રવાહી પર અને ચુંબક પ્રણાલી પર વિદ્યુતચુંબકીય બળો સમાન તીવ્રતા ધરાવે છે અને વિરુદ્ધ દિશામાં કાર્ય કરે છે, એટલે કે સામાન્ય સ્કેલિંગ કાયદો જે માપેલા બળને અજ્ઞાત વેગ સાથે સંબંધિત કરે છે તે આકૃતિમાં દર્શાવેલ સરળ પરિસ્થિતિના સંદર્ભમાં મેળવી શકાય છે. 2. અહીં દ્વિધ્રુવ ક્ષણ સાથેનું એક નાનું કાયમી ચુંબક તેની મુક્ત સપાટીની સમાંતર સમાન વેગ સાથે આગળ વધતા અર્ધ-અનંત પ્રવાહીની ઉપરના અંતરે સ્થિત છે. સ્કેલિંગ સંબંધ તરફ દોરી જાય છે તે વિશ્લેષણને એવું ધારીને માત્રાત્મક બનાવી શકાય છે કે ચુંબક એ દ્વિધ્રુવ ક્ષણ સાથેનું એક બિંદુ દ્વિધ્રુવ છે જેનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ક્યાં અને ક્યાં દ્વારા આપવામાં આવે છે. માટે વેગ ક્ષેત્ર ધારીએ તો, એડ્ડી પ્રવાહોની ગણતરી ઓહ્મના નિયમમાંથી ગતિશીલ વિદ્યુત સંચાલિત પ્રવાહી માટે કરી શકાય છે, જે પર અને તરીકેની સીમા પરિસ્થિતિઓને આધિન છે. પ્રથમ, સ્કેલર વિદ્યુત સંભવિતતા પ્રાપ્ત થાય છે જેમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહની ઘનતા સહેલાઈથી ગણવામાં આવે છે. તેઓ ખરેખર આડી છે. એકવાર તેઓ જાણી ગયા પછી, બાયોટ-સાવર્ટ નિયમનો ઉપયોગ ગૌણ ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગણતરી કરવા માટે કરી શકાય છે. છેવટે, દ્વિધ્રુવના સ્થાન પર જ્યાં ગ્રેડિયન્ટનું મૂલ્યાંકન કરવું હોય તેના દ્વારા બળ આપવામાં આવે છે. હાથ પરની સમસ્યા માટે આ તમામ પગલાં પરિણામ તરફ દોરી જતા કોઈપણ અંદાજ વિના વિશ્લેષણાત્મક રીતે હાથ ધરી શકાય છે આ આપણને અંદાજ પ્રદાન કરે છે કન્સેપ્ચ્યુઅલ સેટઅપ્સ લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ ફ્લોમીટરને સામાન્ય રીતે કેટલાક મુખ્ય કન્સેપ્ચ્યુઅલ સેટઅપ્સમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. તેમાંના કેટલાક સ્થિર ફ્લોમીટર તરીકે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે જ્યાં ચુંબક પ્રણાલી સ્થિર હોય છે અને એક તેના પર કામ કરતા બળને માપે છે. વૈકલ્પિક રીતે, તેમને રોટરી ફ્લોમીટર તરીકે ડિઝાઇન કરી શકાય છે જ્યાં ચુંબકને ફરતા ચક્ર પર ગોઠવવામાં આવે છે અને કાંતવાની ગતિ એ પ્રવાહ વેગનું માપ છે. દેખીતી રીતે, લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ ફ્લોમીટર પર કામ કરતું બળ વેગ વિતરણ અને ચુંબક પ્રણાલીના આકાર બંને પર આધાર રાખે છે. આ વર્ગીકરણ ચુંબકીય ક્ષેત્રની સંબંધિત દિશા પર આધાર રાખે છે જે પ્રવાહની દિશાના સંદર્ભમાં લાગુ કરવામાં આવે છે. આકૃતિ 3 માં રેખાંશ અને ત્રાંસા લોરેન્ટ્ઝ બળ ફ્લોમીટરની આકૃતિઓમાં તફાવત કરી શકાય છે. એ ઉલ્લેખ કરવો મહત્વપૂર્ણ છે કે આંકડામાં માત્ર કોઇલ અથવા ચુંબકનું સ્કેચ કરવામાં આવ્યું હોવા છતાં, સિદ્ધાંત બંને માટે લાગુ પડે છે. રોટરી એલ. એફ. એફ. માં મુક્તપણે ફરતા કાયમી ચુંબક (અથવા આકૃતિ 4 માં બતાવ્યા પ્રમાણે ફ્લાયવ્હીલ પર માઉન્ટ થયેલ ચુંબકની શ્રેણી) નો સમાવેશ થાય છે, જે તેના પર માઉન્ટ થયેલ એક્સલને લંબરૂપ રીતે ચુંબકીય બને છે. જ્યારે આવી પ્રણાલીને વિદ્યુત સંચાલિત પ્રવાહી પ્રવાહ વહન કરતી નળીની નજીક મૂકવામાં આવે છે, ત્યારે તે ફરે છે જેથી પ્રવાહ દ્વારા પ્રેરિત એડી પ્રવાહોને કારણે ડ્રાઇવિંગ ટોર્ક પરિભ્રમણ દ્વારા પ્રેરિત બ્રેકિંગ ટોર્ક દ્વારા સંતુલિત થાય છે. સંતુલન પરિભ્રમણ દર પ્રવાહના વેગ સાથે સીધો બદલાય છે અને ચુંબક અને નળી વચ્ચેના અંતર સાથે ઊલટું બદલાય છે. આ કિસ્સામાં ચુંબક પ્રણાલી પર ટોર્ક અથવા કોણીય વેગ કે જેના પર ચક્ર ફરે છે તે માપવું શક્ય છે. વ્યવહારુ ઉપયોગો એલ. એફ. વી. ને તમામ પ્રવાહી અથવા નક્કર પદાર્થો સુધી વિસ્તારવાની માંગ કરવામાં આવે છે, જો કે તે વિદ્યુત વાહક હોય. અગાઉ બતાવ્યા પ્રમાણે, પ્રવાહ દ્વારા પેદા થતું લોરેન્ટ્ઝ બળ પ્રવાહીની વાહકતા પર રેખીય રીતે આધાર રાખે છે. લાક્ષણિક રીતે, પીગળેલી ધાતુઓની વિદ્યુત વાહકતા ક્રમમાં હોય છે તેથી લોરેન્ટ્ઝ બળ અમુક એમ. એન. ની રેન્જમાં હોય છે. જો કે, કાચ ઓગળે છે અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક સોલ્યુશન્સ જેવા સમાન મહત્વપૂર્ણ પ્રવાહીમાં માઇક્રોન્યુટોનના ક્રમના લોરેન્ટ્ઝ બળને જન્મ આપવાની વાહકતા હોય છે. ઉચ્ચ વાહક માધ્યમઃ પ્રવાહી અથવા ઘન ધાતુઓ ચુંબક પ્રણાલી પરની અસરને માપવા માટેની વિવિધ શક્યતાઓ પૈકી, તે લાગુ બળ હેઠળ સમાંતર સ્પ્રિંગના વિક્ષેપણના માપનના આધારે સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં આવી છે. સૌપ્રથમ સ્ટ્રેન ગેજનો ઉપયોગ કરીને અને પછી ઇન્ટરફેરોમીટર સાથે ક્વાર્ટઝ સ્પ્રિંગના ડિફ્લેક્શનને રેકોર્ડ કરો, જેના કિસ્સામાં વિરૂપતા 0.1 એનએમની અંદર મળી આવે છે. લો કંડક્ટિંગ મીડિયાઃ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક સોલ્યુશન અથવા કાચ પીગળી જાય છે એલ. એફ. વી. માં તાજેતરની પ્રગતિએ ખૂબ જ ઓછી ઇલેક્ટ્રોકન્ડક્ટિવિટી ધરાવતા મીડિયાના પ્રવાહ વેગને માપવાનું શક્ય બનાવ્યું છે, ખાસ કરીને વિવિધ પરિમાણો દ્વારા તેમજ કેટલાક અત્યાધુનિક બળ માપન ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સોલ્યુશન્સના પ્રવાહ વેગને વાહકતા સાથે માપવામાં સક્ષમ બનાવે છે જે પ્રવાહી ધાતુઓ કરતા 106 ગણો ઓછો છે. ત્યાં વિવિધ ઔદ્યોગિક અને વૈજ્ઞાનિક ઉપયોગો છે જ્યાં અપારદર્શક દિવાલો દ્વારા અથવા અપારદર્શક પ્રવાહીમાં બિન-સંપર્ક પ્રવાહ માપન ઇચ્છનીય છે. આવા ઉપયોગોમાં રસાયણો, ખોરાક, પીણાં, લોહી, ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગમાં જલીય દ્રાવણોનું પ્રવાહ માપન, સૌર થર્મલ પાવર પ્લાન્ટમાં પીગળેલા ક્ષાર અને ઉચ્ચ તાપમાન રિએક્ટર તેમજ ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા ઓપ્ટિક્સ માટે કાચ પીગળવાનો સમાવેશ થાય છે. બિન-સંપર્ક ફ્લોમીટર એ એક એવું ઉપકરણ છે જે ન તો પ્રવાહી સાથે યાંત્રિક સંપર્કમાં હોય છે અને ન તો પાઇપની દિવાલ સાથે જેમાં પ્રવાહી વહે છે. જ્યારે કિરણોત્સર્ગી સામગ્રીની પ્રક્રિયામાં દિવાલો દૂષિત થાય છે, જ્યારે પાઈપો મજબૂત રીતે કંપન કરે છે અથવા જ્યારે પોર્ટેબલ ફ્લોમીટર વિકસાવવાના હોય ત્યારે બિન-સંપર્ક ફ્લોમીટર સમાન રીતે ઉપયોગી છે. જો પ્રવાહી અને પાઇપની દિવાલ પારદર્શક હોય અને પ્રવાહીમાં ટ્રેસર કણો હોય, તો ઓપ્ટિકલ માપન તકનીકો, બિન-સંપર્ક માપન કરવા માટે પૂરતા અસરકારક સાધન છે. જો કે, જો દિવાલ અથવા પ્રવાહી અપારદર્શક હોય, જેમ કે ઘણીવાર ખાદ્ય ઉત્પાદન, રાસાયણિક ઇજનેરી, કાચ નિર્માણ અને ધાતુશાસ્ત્રમાં થાય છે, તો બિન-સંપર્ક પ્રવાહ માપન માટે બહુ ઓછી શક્યતાઓ અસ્તિત્વમાં છે. બળ માપન પ્રણાલી એ લોરેન્ટ્ઝ બળ વેગમાપકનો એક મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે. ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન બળ માપન પ્રણાલી સાથે ઓછી વાહકતાનું માપન પણ શક્ય બને છે. આજની તારીખે બળ માપન પ્રણાલી સતત વિકસાવવામાં આવી રહી છે. શરૂઆતમાં લોલક જેવા સુયોજનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો (આકૃતિ 5). પ્રાયોગિક સુવિધાઓમાંની એકમાં ચેનલની બંને બાજુએ પાતળા વાયર દ્વારા સસ્પેન્ડ એન. ડી. એફ. ઇ. બી. થી બનેલા બે ઉચ્ચ શક્તિ (410 એમ. ટી.) ચુંબકનો સમાવેશ થાય છે, જેનાથી પ્રવાહીના પ્રવાહને લંબરૂપ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બને છે, અહીં ડિફ્લેક્શનને ઇન્ટરફેરોમીટર સિસ્ટમ દ્વારા માપવામાં આવે છે. બીજા સેટઅપમાં અત્યાધુનિક વેઇટિંગ બેલેન્સ સિસ્ટમ (આકૃતિ 6) નો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી હાલબેક એરે સિસ્ટમના આધાર પર ઓપ્ટિમાઇઝ ચુંબક લટકાવવામાં આવે છે. જ્યારે બંને ચુંબક પ્રણાલીઓનું કુલ દળ સમાન (1 કિલો) હોય છે, ત્યારે આ પ્રણાલી એરેમાં વ્યક્તિગત તત્વોની ગોઠવણી અને પૂર્વવ્યાખ્યાયિત પ્રવાહી રૂપરેખા સાથેની તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે 3 ગણો વધુ પ્રણાલી પ્રતિસાદ પ્રેરિત કરે છે. અહીં ખૂબ જ સંવેદનશીલ બળ માપવાના ઉપકરણોનો ઉપયોગ ઇચ્છનીય છે, કારણ કે પ્રવાહ વેગ ખૂબ જ નાના શોધાયેલ લોરેન્ટ્ઝ બળમાંથી રૂપાંતરિત થઈ રહ્યો છે. ચુંબક () ના અનિવાર્ય મૃત વજન સાથે સંયોજનમાં આ બળ આસપાસ છે. તે પછી, વિભેદક બળ માપનની પદ્ધતિ વિકસાવવામાં આવી હતી. આ પદ્ધતિ સાથે બે સંતુલનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, એક ચુંબક સાથે અને બીજું સમાન વજન-ડમી સાથે. આ રીતે પર્યાવરણનો પ્રભાવ ઓછો થશે. તાજેતરમાં, એવું નોંધવામાં આવ્યું છે કે આ પદ્ધતિ દ્વારા પ્રવાહનું માપન ખારા પાણીના પ્રવાહ માટે શક્ય છે, જેની વિદ્યુત વાહકતા 0.06 S/m (નળમાંથી નિયમિત પાણીની વિદ્યુત વાહકતાની શ્રેણી) જેટલી ઓછી હોય છે. લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ સિગ્મોમેટ્રી (લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ સિગ્મોમેટ્રી) એ સામગ્રીના થર્મોફિઝિકલ ગુણધર્મોને માપવા માટેની સંપર્ક વિનાની પદ્ધતિ છે, પછી ભલે તે પ્રવાહી હોય કે નક્કર પદાર્થ. ઔદ્યોગિક ઉપયોગોમાં વિદ્યુત મૂલ્ય, ઘનતા, સ્નિગ્ધતા, ઉષ્મીય વાહકતા અને પીગળેલી ધાતુઓના સપાટીના તાણનું ચોક્કસ માપન ખૂબ મહત્વનું છે. પ્રવાહી સ્થિતિમાં ઉચ્ચ તાપમાન (> 1000 K) પર થર્મોફિઝિકલ ગુણધર્મોના પ્રાયોગિક માપનમાં મુખ્ય સમસ્યાઓમાંની એક ગરમ પ્રવાહી અને વિદ્યુત ચકાસણીઓ વચ્ચે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાની સમસ્યા છે. વિદ્યુત વાહકતાની ગણતરી માટેનું મૂળભૂત સમીકરણ એ સમીકરણમાંથી મેળવવામાં આવ્યું છે જે દળ પ્રવાહ દર અને પ્રવાહમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા પેદા થતા લોરેન્ટ્ઝ બળને જોડે છેઃ જ્યાં ચોક્કસ વિદ્યુત વાહકતા વિદ્યુત વાહકતા અને પ્રવાહીની દળ ઘનતાના ગુણોત્તરની બરાબર હોય છે. તે એક કેલિબ્રેશન પરિબળ છે જે એલ. ઓ. એફ. ઓ. એસ. પ્રણાલીની ભૂમિતિ પર આધારિત છે. ઓપરેટિંગ સમય દરમિયાન સંચિત દળની ઉપરના સમીકરણથી નિર્ધારિત કરવામાં આવે છે કે સમય પ્રક્રિયામાં લોરેન્ટ્ઝ બળનું અભિન્ન અંગ ક્યાં છે. આ સમીકરણમાંથી અને ચોક્કસ વિદ્યુત વાહકતા સૂત્રને ધ્યાનમાં લેતા, પ્રવાહી માટે વિદ્યુત વાહકતાની ગણતરી કરવા માટે અંતિમ સમીકરણ મેળવી શકાય છે, ટાઇમ-ઓફ-ફ્લાઇટ લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ વેલોસિમેટ્રી ટાઇમ-ઓફ-ફ્લાઇટ લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ વેલોસિમેટ્રીના સ્વરૂપમાં, વાહક પ્રવાહીમાં પ્રવાહ દરના સંપર્ક વિનાના નિર્ધારણ માટે બનાવાયેલ છે. જ્યારે વિદ્યુત વાહકતા અથવા ઘનતા જેવા ભૌતિક ગુણધર્મો ચોક્કસ બાહ્ય પરિસ્થિતિઓમાં ચોક્કસપણે જાણીતા ન હોય ત્યારે પણ તેનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરી શકાય છે. છેલ્લું કારણ ટાઇમ-ઓફ-ફ્લાઇટ એલ. એફ. વી. ને ખાસ કરીને ઉદ્યોગના ઉપયોગ માટે મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે. ટાઇમ-ઓફ-ફ્લાઇટ એલ. એફ. વી. અનુસાર (આકૃતિ. 9) બે સુસંગત માપન પ્રણાલીઓ એક પછી એક ચેનલ પર ગોઠવવામાં આવે છે. આ માપ સંકેતોના પરસ્પર-સંબંધિત કાર્યને મેળવવા પર આધારિત છે, જે બે ચુંબકીય માપન પ્રણાલી દ્વારા નોંધાયેલા છે. દરેક પ્રણાલીમાં કાયમી ચુંબક અને બળ સંવેદક હોય છે, તેથી લોરેન્ટ્ઝ બળને પ્રેરિત કરવું અને પ્રતિક્રિયા બળનું માપન એક સાથે કરવામાં આવે છે. કોઈપણ ક્રોસ-સહસંબંધ કાર્ય માત્ર સંકેતો વચ્ચેના ગુણાત્મક તફાવતના કિસ્સામાં અને આ કિસ્સામાં અશાંત વધઘટનો ઉપયોગ કરવા માટે ઉપયોગી છે. ચેનલ પ્રવાહીના માપન ક્ષેત્ર સુધી પહોંચતા પહેલા કૃત્રિમ વમળ જનરેટર પસાર કરે છે જે તેમાં મજબૂત વિક્ષેપ પેદા કરે છે. અને જ્યારે આવા વધઘટ-વમળ માપન પ્રણાલીના ચુંબકીય ક્ષેત્ર સુધી પહોંચે છે ત્યારે આપણે તેની બળ-સમયની લાક્ષણિકતા પર શિખરનું નિરીક્ષણ કરી શકીએ છીએ જ્યારે બીજી પ્રણાલી સ્થિર પ્રવાહને માપે છે. પછી શિખરો વચ્ચેના સમય અને માપન પ્રણાલી વચ્ચેના અંતર અનુસાર નિરીક્ષક સરેરાશ વેગનો અંદાજ લગાવી શકે છે અને તેથી, સમીકરણ દ્વારા પ્રવાહીનો પ્રવાહ દરઃ ચુંબક પ્રણાલી વચ્ચેનું અંતર ક્યાં છે, નોંધાયેલા શિખરો વચ્ચેનું સમય વિલંબ, અને આકૃતિ 9 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, દરેક ચોક્કસ પ્રવાહી માટે પ્રાયોગિક રીતે મેળવવામાં આવે છે. લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ એડી કરંટ પરીક્ષણ એક અલગ, શારીરિક રીતે નજીકથી સંબંધિત પડકાર હોવા છતાં, વિદ્યુત સંચાલિત ઘન પદાર્થોમાં ઊંડાણપૂર્વક પડેલી ભૂલો અને અસમરૂપતાની શોધ છે. એડી પ્રવાહ પરીક્ષણના પરંપરાગત સંસ્કરણમાં વૈકલ્પિક (એસી) ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉપયોગ સામગ્રીની અંદર એડી પ્રવાહોને પ્રેરિત કરવા માટે કરવામાં આવે છે. જો સામગ્રીમાં તિરાડ અથવા ખામી હોય જે વિદ્યુત વાહકતાના અવકાશી વિતરણને બિન-સમાન બનાવે છે, તો એડી પ્રવાહોનો માર્ગ વિક્ષેપિત થાય છે અને એસી ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરતી કોઇલનો અવરોધ સુધારવામાં આવે છે. આ કોઇલના અવરોધને માપવાથી, એક તિરાડ શોધી શકાય છે. એડી પ્રવાહો એસી ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, તેથી સામગ્રીના ઉપ-સપાટીના પ્રદેશમાં તેમનું પ્રવેશ ત્વચાની અસર દ્વારા મર્યાદિત છે. એડી કરંટ પરીક્ષણના પરંપરાગત સંસ્કરણની લાગુ પડવાની ક્ષમતા તેથી સામગ્રીની સપાટીની તાત્કાલિક નિકટતાના વિશ્લેષણ સુધી મર્યાદિત છે, સામાન્ય રીતે એક મિલીમીટરના ક્રમમાં. ઓછી આવર્તન કોઇલ અને સુપરકન્ડક્ટિંગ ચુંબકીય ક્ષેત્ર સેન્સરનો ઉપયોગ કરીને આ મૂળભૂત મર્યાદાને દૂર કરવાના પ્રયાસો વ્યાપક ઉપયોગ તરફ દોરી ગયા નથી. લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ એડી કરંટ ટેસ્ટિંગ (LET) તરીકે ઓળખાતી તાજેતરની તકનીક, વિદ્યુત સંચાલિત સામગ્રીનું ઊંડું અને પ્રમાણમાં ઝડપી પરીક્ષણ પ્રદાન કરતી ડીસી ચુંબકીય ક્ષેત્રો અને સંબંધિત ગતિ લાગુ કરવાના લાભોનો ઉપયોગ કરે છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, LET એ પરંપરાગત એડી પ્રવાહ પરીક્ષણના ફેરફારને રજૂ કરે છે, જેમાંથી તે બે પાસાઓમાં અલગ પડે છે, એટલે કે (i) એડી પ્રવાહો કેવી રીતે પ્રેરિત થાય છે અને (ii) તેમની વિક્ષેપ કેવી રીતે શોધાય છે. એલઈટીમાં એડી પ્રવાહો પરીક્ષણ હેઠળના વાહક અને કાયમી ચુંબક વચ્ચે સંબંધિત ગતિ પ્રદાન કરીને પેદા થાય છે (આકૃતિ 10 જુઓ). જો ચુંબક ખામી દ્વારા પસાર થઈ રહ્યું હોય, તો તેના પર કાર્ય કરતું લોરેન્ટ્ઝ બળ એક વિકૃતિ દર્શાવે છે જેની શોધ એ LET કાર્યકારી સિદ્ધાંતની ચાવી છે. જો પદાર્થ ખામી મુક્ત હોય, તો પરિણામી લોરેન્ટ્ઝ બળ સ્થિર રહે છે. ફાયદા અને મર્યાદાઓ એલ. એફ. વી. ના ફાયદા એ છે કે એલ. એફ. વી. એ પ્રવાહ દર માપનની બિન-સંપર્ક તકનીકો છે. એલ. એફ. વી. ને પ્રવાહી ધાતુઓ જેવા આક્રમક અને ઉચ્ચ તાપમાનના પ્રવાહી માટે સફળતાપૂર્વક લાગુ કરી શકાય છે. પ્રવાહીનો સરેરાશ પ્રવાહ દર અથવા સરેરાશ વેગ પ્રવાહની અસમરૂપતા અને તોફાનના ક્ષેત્રોના આધારે મેળવી શકાય છે. એલ. એફ. વી. ની મર્યાદાઓ તાપમાન પર ચુંબકના ચુંબકીય ક્ષેત્રની મજબૂત નિર્ભરતાને કારણે માપન પ્રણાલીના તાપમાન નિયંત્રણની જરૂરિયાત છે. ઊંચું તાપમાન કાયમી ચુંબક (ક્યુરી તાપમાન) ના ચુંબકીય ગુણધર્મોની પુનઃપ્રાપ્ત ન કરી શકાય તેવી ખોટનું કારણ બની શકે છે. કાયમી ચુંબકના પરિમાણો દ્વારા માપન ક્ષેત્રનું પ્રતિબંધ. ખુલ્લી ચેનલ સાથે કામ કરવાના કિસ્સામાં પ્રવાહી સ્તરના નિયંત્રણની જરૂરિયાત. ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો ઝડપી ક્ષય ચુંબક પ્રણાલી પર નાના દળોને જન્મ આપે છે. મેગ્નેટોહાઇડ્રોડાયનેમિક્સ લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ એક્સટર્નલ લિંક્સ પણ જુઓ લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ વેલોસિમેટ્રી અને લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ એડી કરન્ટ ટેસ્ટિંગ ગ્રૂપ રેફરન્સ ફ્લુઇડ ડાયનેમિક્સનું સત્તાવાર વેબ પેજ