內(nèi)容編輯電磁流量計(jì)
分類(lèi): 流量計(jì)
發(fā)布時(shí)間: 2016-08-04 19:54
電磁流量計(jì)（Electromagnetic Flowmeters，簡(jiǎn)稱(chēng)EMF）是20世紀(jì)50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的新型流量測(cè)量?jī)x表。 電磁流量計(jì)是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理， 根據(jù)導(dǎo)電流體通過(guò)外加磁場(chǎng)時(shí)感生的電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)量導(dǎo)電流體流量的一種儀器。
中文名 電磁流量計(jì)
外文名 Electromagnetic flowmeter
壓 力 0.6Mpa、1.0Mpa更高壓力
環(huán)境溫度 -20-+55℃
輸出功能 4-20ma、0-10V、RS232、485等
材 質(zhì) 碳鋼、304、316L不銹鋼
供電電壓 AC220V
款 式 一體式、分體式、插入式等
通徑管徑 DN3-2600mm
儀表介紹
結(jié)構(gòu)
電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測(cè)量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。
磁路系統(tǒng)：其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場(chǎng)。直流磁路用永久磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，受交流磁場(chǎng)的干擾較小，但它易使通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化，使正電極被負(fù)離子包圍，負(fù)電極被正離子包圍，即電極的極化現(xiàn)象，并導(dǎo)致兩電極之間內(nèi)阻增大，因而嚴(yán)重影響儀表正常工作。當(dāng)管道直徑較大時(shí)，永久磁鐵相應(yīng)也很大，笨重且不經(jīng)濟(jì)，所以電磁流量計(jì)一般采用交變磁場(chǎng)，且是50HZ工頻電源激勵(lì)產(chǎn)生的。
測(cè)量導(dǎo)管：其作用是讓被測(cè)導(dǎo)電性液體通過(guò)。為了使磁力線(xiàn)通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管時(shí)磁通量被分流或短路，測(cè)量導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成，可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等。
電極：其作用是引出和被測(cè)量成正比的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)。電極一般用非導(dǎo)磁的不銹鋼制成，且被要求與襯里齊平，以便流體通過(guò)時(shí)不受阻礙。它的安裝位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆積在其上面而影響測(cè)量精度。
外殼：應(yīng)用鐵磁材料制成，是分配制度勵(lì)磁線(xiàn)圈的外罩，并隔離外磁場(chǎng)的干擾。
襯里：在測(cè)量導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上，有一層完整的電絕緣襯里。它直接接觸被測(cè)液體，其作用是增加測(cè)量導(dǎo)管的耐腐蝕性，防止感應(yīng)電勢(shì)被金屬測(cè)量導(dǎo)管管壁短路。襯里材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
轉(zhuǎn)換器：由液體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)十分微弱，受各種干擾因素的影響很大，轉(zhuǎn)換器的作用就是將感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)并抑制主要的干擾信號(hào)。其任務(wù)是把電極檢測(cè)到的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)。
特點(diǎn)
1、測(cè)量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響；
2、測(cè)量管內(nèi)無(wú)阻礙流動(dòng)部件，無(wú)壓損，直管段要求較低。對(duì)漿液測(cè)量有獨(dú)特的適應(yīng)性；
3、合理選擇傳感器襯里和電極材料，即具有良好的耐腐蝕和耐磨損性；
4、轉(zhuǎn)換器采用新穎勵(lì)磁方式，功耗低、零點(diǎn)穩(wěn)定、精確度高。流量范圍度可達(dá)150：1；
5、轉(zhuǎn)換器可與傳感器組成一體型或分離型；
6、轉(zhuǎn)換器采用16位高性能微處理器，2x16LCD顯示，參數(shù)設(shè)定方便，編程可靠；
7、流量計(jì)為雙向測(cè)量系統(tǒng)，內(nèi)裝三個(gè)積算器：正向總量、反向總量及差值總量；可顯示正、反流量，并具有多種輸出：電流、脈沖、數(shù)字通訊、HART；
8、轉(zhuǎn)換器采用表面安裝技術(shù)(SMT)，具有自檢和自診斷功能；
9、測(cè)量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線(xiàn)性關(guān)系，因此測(cè)量精度高。
10、測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻流件，因此沒(méi)有附加的壓力損失；測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長(zhǎng)。
中文名 電磁流量計(jì) 外文名 Electromagnetic flowmeter 壓 力 0.6Mpa、1.0Mpa更高壓力 環(huán)境溫度 -20-+55℃ 輸出功能 4-20ma、0-10V、RS232、485等 材 質(zhì) 碳鋼、304、316L不銹鋼 供電電壓 AC220V 款 式 一體式、分體式、插入式等 通徑管徑 DN3-2600mm
11、由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿(mǎn)磁場(chǎng)的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長(zhǎng)度為5倍的管道直徑。
12、轉(zhuǎn)換器采用國(guó)際先井的單片機(jī)（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT），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，顯示累積流量，瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等。
13、雙向測(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)正向流量、反向流量。采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質(zhì)材料，確保產(chǎn)品的性能在長(zhǎng)時(shí)候內(nèi)保持穩(wěn)定。
分類(lèi)
電磁流量計(jì)就顯示方式分為：分體型電磁流量計(jì)，一體型電磁流量計(jì)。系列公稱(chēng)通徑DN15～DN3000。
分體型電磁流量計(jì)是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)測(cè)量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表，采用單片機(jī)嵌入式技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字勵(lì)磁，同時(shí)在電磁流量計(jì)上采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，屬?lài)?guó)內(nèi)Shou創(chuàng)，技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)優(yōu)秀水平。
分體型電磁流量計(jì)在滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)顯示的同時(shí)，還可以輸出4～20mA電流信號(hào)供記錄、調(diào)節(jié)和控制用，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門(mén)。
分體型電磁流量計(jì)除可測(cè)量一般導(dǎo)電液體的流量外，還可測(cè)量液固兩相流，高粘度液流及鹽類(lèi)、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿液體的體積流量。
一體型電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制定，用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電流體的體積流量。由于獨(dú)特的特點(diǎn)已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)上各種導(dǎo)電液體的測(cè)量。主要用于化工、造紙、食品、紡織、冶金、環(huán)保、給排水等行業(yè)，與計(jì)算機(jī)配套可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。
1．電磁流量計(jì)沒(méi)有可動(dòng)部件，也沒(méi)有阻流件，不會(huì)引起壓力損失，同時(shí)也不會(huì)引起磨損，阻塞等問(wèn)題。
2．電磁流量計(jì)是一體積流量測(cè)量?jī)x表，在測(cè)量過(guò)程中不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、粘度、密度以及導(dǎo)電率（在一定范圍內(nèi)）的影響。
3．電磁流量計(jì)的量程范圍寬，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(chēng)的流動(dòng)狀態(tài)（層流或紊流）無(wú)關(guān)。
4．電磁流量計(jì)無(wú)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(xiàn)性好，因此可以將測(cè)量信號(hào)直接用轉(zhuǎn)換器線(xiàn)性的轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。LD-T型可就地指示，LD型可遠(yuǎn)距離傳送。
儀表安裝
方法
電磁流量計(jì)簡(jiǎn)單說(shuō)是由流量傳感器變送器組成的。電磁流量計(jì)的安裝要求是一定要安裝在管路的Zui低點(diǎn)或者管路的垂直段，但是一定是在滿(mǎn)管的情況下，對(duì)直管段要求是前5D后3D，這樣才能保證電磁流量計(jì)的使用和對(duì)精度的要求。
電磁流量計(jì)的測(cè)量原理不依賴(lài)流量的特性，如果管路內(nèi)有一定的湍流與漩渦產(chǎn)生在非測(cè)量區(qū)內(nèi)（如：彎頭、切向限流或上游有半開(kāi)的截止閥）則與測(cè)量無(wú)關(guān)。如果在測(cè)量區(qū)內(nèi)有穩(wěn)態(tài)的渦流則會(huì)影響測(cè)量的穩(wěn)定性和測(cè)量的精度，這時(shí)則應(yīng)采取一些措施以穩(wěn)定流速分布：
1. 增加前后直管段的長(zhǎng)度
2. 采用一個(gè)流量穩(wěn)定器
3. 減少測(cè)量點(diǎn)的截面。
1．對(duì)外部環(huán)境的要求
1．1．流量計(jì)應(yīng)避免安裝在溫度變化很大或受到設(shè)備高溫輻射的場(chǎng)所，若必須安裝時(shí)，須有隔熱、通風(fēng)的措施。
1．2．流量計(jì)Zui好安裝在室內(nèi)，若必須安裝于室外，應(yīng)避免雨水淋澆，積水受淹及太陽(yáng)暴曬，須有防潮和防曬措施。
1．3．流量計(jì)應(yīng)避免安裝在含有腐蝕性氣體的環(huán)境中，必須安裝時(shí)，須有通風(fēng)措施。
1．4．為了安裝、維護(hù)、保養(yǎng)方便，在流量計(jì)周?chē)栌谐湓５陌惭b空間。
1．5．流量計(jì)安裝場(chǎng)所應(yīng)避免有磁場(chǎng)及強(qiáng)振動(dòng)源，如管道振動(dòng)大，在流量計(jì)兩邊應(yīng)有固定管道的支座。
1. 2. 管道式電磁流量計(jì)
2．1．對(duì)直段的要求
為了改善渦流與流場(chǎng)畸變的影響，流量計(jì)安裝的前、后直管段長(zhǎng)度有一定要求，否則會(huì)影響測(cè)量精度（也可安裝整流器，盡量避免在靠近調(diào)節(jié)閥和半開(kāi)閥門(mén)之后安裝）。
2．2．對(duì)工藝管的要求
流量計(jì)對(duì)安裝點(diǎn)的上、下游工藝管有一定的要求，否則影響測(cè)量精度。
a．上、下游工藝管的內(nèi)徑與傳感器的內(nèi)徑相同，并應(yīng)滿(mǎn)足：0.98DN≤D≤1.05DN（式中DN：傳感器內(nèi)徑，D：工藝管內(nèi)徑）
b．工藝管與傳感器必須同心，同軸偏差應(yīng)不大于0.05DN
2．3．旁通管的要求
為了方便檢修流量計(jì)，Zui好為流量計(jì)安裝旁通管，另外，對(duì)重污染流體及流量計(jì)需清而流體不能停止的，必須安裝旁通管。
a．方便流量計(jì)的檢修
b．對(duì)重污染流體必須安裝
c．流體不能停止而流量計(jì)需清洗
3．插入式電磁流量計(jì)安裝要求
3．1．對(duì)直管段的要求
入口/出口直管段：入口應(yīng)≥10×DN；出口應(yīng)≥5×DN
3．2．對(duì)接地點(diǎn)要求
為了使儀表可靠的工作，提高測(cè)量精度，不受外界寄生電勢(shì)的干擾/傳感器應(yīng)有良好的接地，接地電阻小于10.（若金屬管道接地良好時(shí)，無(wú)須專(zhuān)設(shè)接地裝置）3．3 對(duì)安裝位置要求如圖所示
插入電磁流量計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管路情況不一，不加裝球閥的流量計(jì)，應(yīng)在不帶壓倒管路上安裝（即不帶壓安裝可選擇不加裝球閥的流量計(jì)），在管道上開(kāi)孔直徑50，準(zhǔn)備把連接焊管焊接在管道的開(kāi)孔上；對(duì)于要求不斷流裝卸或不允許介質(zhì)溢出的場(chǎng)合，須加裝球閥，即選擇帶球閥結(jié)構(gòu)的插入式電磁流量計(jì)；在管道上開(kāi)孔直徑50，準(zhǔn)備把連接焊管焊接在管道的開(kāi)孔上。
插入式電磁流量計(jì)選型
測(cè)量范圍 : 推薦使用范圍： 0.5m/s～10m/s連續(xù)可調(diào) 。Zui大使用范圍：0.2m/s～15m/s連續(xù)可調(diào)
信號(hào)輸出：1、開(kāi)關(guān)量可設(shè)為： 脈沖輸出（Zui高1000HZ）；高 /低流量報(bào)警；空管報(bào)警；流量方向示意；
故障報(bào)警；2、電流輸出：4-20mA輸出
組態(tài)方式：1、通過(guò)三個(gè)手動(dòng)鍵現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)。 2、通過(guò)遙控器現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)。 3、通過(guò)手操器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)。
記憶：EEPROM不會(huì)消失之記憶體，無(wú)需電池保存。
工作原理
電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測(cè)流量范圍大。Zui大流量與Zui小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，Zui大可達(dá)3m，輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線(xiàn)性，精確度較高，可測(cè)量電導(dǎo)率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測(cè)量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比。同理，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線(xiàn)時(shí)，也會(huì)在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判定，感應(yīng)電勢(shì)的大小由下式確定：
Ex=BDv－－－－－－－－－－－－－－－－-式（1）
式中Ex—感應(yīng)電勢(shì)，V；
B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T
D—管道內(nèi)徑，m
v—液體的平均流速，m/s
然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（πD2）/4的乘積，將式（1）代入該式得：
Qv=(πD/4B)* Ex －－－－－－－－-式（2）
由上式可知，在管道直徑D己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí)，被測(cè)體積流量與感應(yīng)電勢(shì)呈線(xiàn)性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極，就可引入感應(yīng)電勢(shì)Ex，測(cè)量此電勢(shì)的大小，就可求得體積流量。
據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，在與測(cè)量管軸線(xiàn)和磁力線(xiàn)相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此感應(yīng)電勢(shì)由兩個(gè)檢測(cè)電極檢出，數(shù)值大小與流速成正比例，其值為：
E=B·V·D·K
式中： E－感應(yīng)電勢(shì)；
K－與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)；
B－磁感應(yīng)強(qiáng)度；
V－導(dǎo)電液體平均流速；
D－電極間距；（測(cè)量管內(nèi)直徑）
傳感器將感應(yīng)電勢(shì)E作為流量信號(hào)，傳送到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)放大，變換濾波等信號(hào)處理后，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出，報(bào)警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協(xié)議。
注：不同電磁流量計(jì)參數(shù)略有差異，使用時(shí)請(qǐng)務(wù)必查看說(shuō)明書(shū)。
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速v流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電流體就切割磁力線(xiàn).如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱(chēng)分布，兩電極之間產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)：
e=KBDv (3-36)
式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數(shù)。由此可得管道的體積流量為：
qv= πeD/4KB (3-37)
由上式可見(jiàn)，體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和測(cè)量管內(nèi)徑D成線(xiàn)性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比，與其它物理參數(shù)無(wú)關(guān)。這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理。
需要說(shuō)明的是，要使式(3—37)嚴(yán)格成立，必須使電磁流量計(jì)測(cè)量條件滿(mǎn)足下列假定：
①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);
②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱(chēng)分布;
③被測(cè)液體是非磁性的;
④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。
主要產(chǎn)品
智能電磁流量計(jì)采用帶背光寬溫點(diǎn)陣型液晶顯示器，所有顯示都是中文，功能多而實(shí)用，特別方便使用者操作，減少不必要的麻煩和錯(cuò)誤。交貨快，成本低，維修方便。
電磁流量計(jì)如何抗干擾？
在測(cè)量紙漿/礦漿等大干擾信號(hào)應(yīng)用時(shí)，選用8707高信號(hào)流量管，可以提高信號(hào)強(qiáng)度
智能電磁流量計(jì)AFLD是采用全智能化原理設(shè)計(jì)的，與原來(lái)國(guó)內(nèi)一些企業(yè)生產(chǎn)的老式或假式智能化的電磁流量計(jì)在計(jì)量精度，功能，可靠性以及使用壽命上有非常大區(qū)別。
電磁流量計(jì)的使用壽命應(yīng)該是在10-20年以上，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮廠(chǎng)到這一點(diǎn)，從傳感器到轉(zhuǎn)換器的每一個(gè)細(xì)節(jié)我們都非常仔細(xì)，從設(shè)計(jì)，選材，工藝，生產(chǎn)，測(cè)試等每一個(gè)環(huán)節(jié)我們都非常講究，自行設(shè)計(jì)定制國(guó)內(nèi)目前先井的專(zhuān)用與電磁流量計(jì)的生產(chǎn)流水線(xiàn)，切實(shí)保證產(chǎn)品的長(zhǎng)期質(zhì)量。
插入式電磁流量計(jì)由插入式電磁流量傳感器(簡(jiǎn)稱(chēng)傳感器）和電磁流量轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)換器）配套組成(簡(jiǎn)稱(chēng)流量計(jì))。是用來(lái)測(cè)量管道內(nèi)各種導(dǎo)電液體體積流量的儀表。插入式電磁流量計(jì)用來(lái)測(cè)量自來(lái)水、鋼鐵、石油、化工、電力、工業(yè)、水利等部門(mén)的導(dǎo)電流體流量，亦可測(cè)量酸、堿、鹽等腐蝕性導(dǎo)電液體。
上一產(chǎn)品：沒(méi)有了 下一產(chǎn)品：渦街流量計(jì) |
