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電磁流量計(jì)原理
電磁流量計(jì)的理論-法拉第電磁感應(yīng)定律.當(dāng)一導(dǎo)電體經(jīng)過一個(gè)磁場(chǎng)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),其電動(dòng)勢(shì)的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)和磁場(chǎng)的方向有關(guān).在電磁流量計(jì)中,測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。 (2)直管段保
當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí),則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測(cè)量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠,特氟隆等)實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離。
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相對(duì)于流速成正比,并被兩個(gè)測(cè)量電極所檢測(cè)。然后變送器將它進(jìn)行放大,根據(jù)管道橫截面積計(jì)算出體積流量
U感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);V =流速;Q=體積流量;B=磁場(chǎng)強(qiáng)度;L=管道直徑
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):U=BLV;Q=vA
測(cè)量原理:電磁流量計(jì)的理論-法拉第電磁感應(yīng)定律,假設(shè)電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度(B)為恒定,產(chǎn)生的感應(yīng)電壓
(Ue)正比于流體速度(v),管道截面積(A)為己知,則體積流量(Qv)則可通過如下公式計(jì)算:
Ue=BLV
Q=vA
電磁流量計(jì)由流量傳感器和變送器兩大部分組成。傳感器測(cè)量管上下裝有勵(lì)磁線圈,通勵(lì)磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過測(cè)量管,一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁與液體相接觸,引出感應(yīng)電勢(shì),送到變送器,勵(lì)磁電流則由變送器提供。這樣看來,對(duì)于流量計(jì)的如何維護(hù),保養(yǎng)就有特別的方法講究,不僅僅可以使流量計(jì)發(fā)揮更大效用,也能延長一定的使用壽命。
電磁流量計(jì)的測(cè)量特點(diǎn)
·電磁流量計(jì)所測(cè)得的體積流量,實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率(只要在某閾值以上)變化明顯的影響;
電磁流量計(jì)的測(cè)量范圍度大,通常為20:1~50:1,可選流量范圍寬。
滿度值液體流速可在0·5、10m/s內(nèi)選定。有些型號(hào)儀表可在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需要擴(kuò)大和縮小流量(例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù))不必取下作離線實(shí)流標(biāo)定;(2)信號(hào)電纜連接處接觸電阻變大,使測(cè)量值變小,若該接觸電阻不穩(wěn)定,則測(cè)量值無法穩(wěn)定,且易引入干擾;
電磁流量計(jì)的口徑范圍比其他品種流量儀表寬,從幾毫米到3m;可測(cè)正反雙向流量,也可測(cè)脈動(dòng)流量,只要脈動(dòng)頻率低于激磁頻率很多;儀表輸出本質(zhì)上是線性的:
當(dāng)然,電磁流量計(jì)也有缺點(diǎn)。比如它不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體,如石油制品和有機(jī)溶劑等;不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體;
通用型E由于襯里材料和電氣絕緣材料的限制,不能用于測(cè)量較高溫度的液體。二、定期檢查傳感器電性能
電磁流量計(jì)口徑的選擇
?(1)選擇傳感器口徑與連接管道管徑相同。這種選擇安裝起來非常方便。一般而言,管道流速在0.5~5m/s時(shí)為經(jīng)濟(jì)流速,傳感器口徑與管徑相同即可。除非介質(zhì)磨損性較小,且采用耐磨材質(zhì),否則建議長期工作流速不要超過7m/s。用于含有易黏附、沉淀、結(jié)垢等物質(zhì)的流體,建議流速不低于2m/s,提高到3~4m/s或以上,起到自清掃,防止黏附、沉淀等作用;用于礦漿等磨損性較強(qiáng)的流體,常用流速應(yīng)低于3m/s,以降低對(duì)襯里和電極的磨損。在測(cè)量電導(dǎo)率為5~10us/cm的低電導(dǎo)介質(zhì)時(shí),盡可能選擇低流速(0.5~1m/s),因?yàn)榱魉偬岣邥?huì)導(dǎo)致流動(dòng)噪音增加,出現(xiàn)輸出晃動(dòng)現(xiàn)象。維護(hù)傳感器電性能,首先要做的是粗略地測(cè)量電極間電阻,斷開傳感器與轉(zhuǎn)換器這兩者的信號(hào)連線,讓傳感器內(nèi)充滿液體,用萬用表測(cè)量兩電極與接地端的電阻值,是否在制造廠規(guī)定值范圍內(nèi),而且這兩者的所測(cè)值大體相同。記錄下測(cè)量的電阻值,這個(gè)值對(duì)以后判斷傳感器故障原因(如沉積層是導(dǎo)電的還是絕緣的)是有用的。其次將傳感器放空液體,擦凈內(nèi)壁,待完全干燥后用兆歐計(jì)測(cè)量兩電極和接地端子間的電阻。
?(2)選擇傳感器口徑與連接管道管徑不相同。(4)信號(hào)線勵(lì)磁線對(duì)地絕緣性能下降,使得測(cè)量結(jié)果遠(yuǎn)大于正常的數(shù)據(jù),如這種干擾不穩(wěn)定,對(duì)儀表的影響也變化不定,繼而出現(xiàn)波動(dòng);選擇傳感器口徑不一定與連接管道管徑相同,應(yīng)根據(jù)管道流速確定。主要適用于以下幾種情況:
? 管道內(nèi)流速偏低,工藝流量又較穩(wěn)定,為滿足傳感器對(duì)流速范圍的要求,在局部提高流速,選擇傳感器口徑小于工藝管道口徑,在其前后加接異徑管。 ? 測(cè)量管道內(nèi)無阻流件,因此沒有附加的壓力損失,測(cè)量管道內(nèi)無可動(dòng)部件,因此傳感器壽命極高。
? 從價(jià)格上考慮,口徑越大,價(jià)格越高。對(duì)管道內(nèi)流速偏低,工藝流量又較穩(wěn)定的情況,可選用口徑較小的傳感器。4 2轉(zhuǎn)換器安裝和調(diào)試這樣不僅可以使電磁流量計(jì)運(yùn)行在較好的工作狀態(tài)下,還可降低投資費(fèi)用。
襯里和電極材料的選擇。若介質(zhì)為強(qiáng)酸性則應(yīng)選擇耐腐蝕內(nèi)襯,如聚四氟乙烯,電極選擇鍍鋅、鉑等合金材料。若介質(zhì)為強(qiáng)堿性且含高硬度固型物,則應(yīng)選擇陶瓷內(nèi)襯,電極選擇不銹鋼材質(zhì)。
? (2)防護(hù)等級(jí)的選擇。若要求防爆,則必須選擇防爆型外殼;若環(huán)境惡劣,空氣中含水汽、酸堿等污物,傳感器的外殼則應(yīng)選擇塑料材質(zhì);若傳感器在露天安裝,必須加防護(hù)罩;傳感器在室內(nèi)安裝時(shí),為防止噴料,也應(yīng)加裝易拆卸的防護(hù)罩;如果傳感器安裝在地面以下經(jīng)常受水淹,宜選用分體式的電磁流量計(jì)。
? (3)接地的選擇。電磁流量計(jì)的感應(yīng)信號(hào)很小,容易受外界噪聲或其他電磁信號(hào)的影響。若連接傳感器的管道相對(duì)于被測(cè)介質(zhì)是絕緣的,則介質(zhì)的接地必須通過選用接地電極或安裝接地環(huán)來實(shí)現(xiàn)。接地環(huán)的作用是通過傳感器外殼接地形成一個(gè)屏蔽外界干擾的空間,從而提高測(cè)量精度。
?(4)法蘭的選擇。除特殊情況外,一般應(yīng)該選擇公制法蘭,與之配套的法蘭也按公制制造,符合標(biāo)準(zhǔn)gb9119。如果需要配對(duì)法蘭,提供傳感器的連接管道尺寸。?轉(zhuǎn)換器采用的單片機(jī)(MCU)和表面貼裝技術(shù)(CMT),性能可靠,精度高,功耗低,零點(diǎn)穩(wěn)定。參數(shù)設(shè)定方便,點(diǎn)擊中文顯示LCD,漢化顯示菜單,全漢字菜單操作,顯示累積流量,瞬時(shí)流量,流速,流量百分比等。雙向測(cè)量系統(tǒng),可測(cè)量正向流量,反向流量。
? (5)電纜的選擇。對(duì)于分體式的電磁流量計(jì),必須選擇連接電纜。電纜一般是專用的,其長度與介質(zhì)電導(dǎo)率有關(guān),長度為電導(dǎo)率的5倍,但一般不超過100m。傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的電纜現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)一般要求套管。需要對(duì)流量計(jì)有固定的周期性檢查,查看流量計(jì)周圍環(huán)境,清掃污垢,確保不進(jìn)水和其他物質(zhì),檢查接線是否完好,檢查流量計(jì)周圍是否出現(xiàn)新的強(qiáng)電磁場(chǎng)或有新裝電線橫跨儀表電磁流量計(jì)的日常維護(hù)還有保養(yǎng)是保證或證明流量計(jì)是在受控狀態(tài)下運(yùn)行。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)電磁流量計(jì)出現(xiàn)問題時(shí),我們先要將外部因素逐一排查,如果沒有發(fā)現(xiàn)問題,再?zèng)Q定要不要拆除流量計(jì)修整。電磁流量計(jì)的檢測(cè)與保養(yǎng)是必須的,可以確保流量計(jì)在長的壽命下,發(fā)揮更有效的作用。
電磁流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)
1、電磁流量計(jì)的變送器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,沒有可動(dòng)部件,也沒有熱河阻礙流體流動(dòng)的節(jié)流部件,所以當(dāng)流體通過時(shí)不會(huì)引起任何附加的壓力損失。同時(shí),它不會(huì)引起諸如磨損、堵塞等問題,特別適用于測(cè)量帶有固體顆粒的礦漿、污水等液固兩相流體,以及各種粘性較大的漿液等。同樣,由于它結(jié)構(gòu)上無運(yùn)動(dòng)部件,因此可附上耐腐蝕絕緣襯里或選擇耐腐材料制成電極,起到很好的耐腐蝕性能,使之可用于各種腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量。
2、電磁流量計(jì)是一種體積流量測(cè)量儀表,在測(cè)量過程中,它不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、粘度、密度以及電導(dǎo)率(在一定范圍內(nèi))的影響,因此,電磁流量計(jì)只需經(jīng)水標(biāo)定以后,就可以用來測(cè)量其他導(dǎo)電性液體的流量,而不需要附加其他修正。功能性調(diào)試時(shí),由智能轉(zhuǎn)換器對(duì)儀表分別進(jìn)行參數(shù)的讀取,臨界值報(bào)警試驗(yàn)等,然后進(jìn)行流量系數(shù)值的寫入。
3、電磁流量計(jì)的量程范圍極寬,一臺(tái)電磁流量計(jì)的量程比可達(dá)1:100.此外,電磁流量計(jì)只與被測(cè)介質(zhì)的平均流速成正比,而與軸對(duì)稱分布下的流動(dòng)狀態(tài)(層流或絮流)無關(guān)。
4、電磁流量計(jì)無機(jī)械慣性,反應(yīng)靈敏,可以測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量,而且線性好。因此,可將測(cè)置信號(hào)直接用轉(zhuǎn)換器線性地轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出,可就地指示,也可遠(yuǎn)距離傳輸。