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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(guò)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)�！舾咔逦�度LCD背光顯示。

當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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。電磁流量計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用主要以流量控制為主，在測(cè)量時(shí)流體大多具有腐蝕性和磨損性，電磁流量計(jì)發(fā)生的故障多是由于腐蝕泄漏、絕緣下降、電極玷污或附著異物而引起的。所以為了保證電磁流量計(jì)的性能，在日常使用過(guò)程中要做好定期檢修。

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；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(xiě)入。

電磁流量計(jì)的口徑范圍比其他品種流量?jī)x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。企業(yè)每年至少對(duì)電磁流量計(jì)檢查一次，包括外觀檢查，轉(zhuǎn)換器特性試驗(yàn)，測(cè)量值校準(zhǔn)，測(cè)量各部電壓，測(cè)量絕緣電阻，確認(rèn)電路等。其中對(duì)傳感器的檢查非常重要，很多企業(yè)往往忽略了傳感器運(yùn)作檢查，而僅實(shí)施轉(zhuǎn)換器的校準(zhǔn)。檢查完畢后還需要對(duì)儀表進(jìn)行校準(zhǔn)工作，盡量避免誤差。

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(lái)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(zhǎng)期工作流速不要超過(guò)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。 ? 由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿磁場(chǎng)的空間形成的，是管道截面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長(zhǎng)度為五倍的管直徑。
   
    ?（2）選擇傳感器口徑與連接管道管徑不相同。判別這類(lèi)異常情況，因發(fā)生在信號(hào)回路，判斷有一定難度，只有深入現(xiàn)場(chǎng)，在排除流量計(jì)其它可能性故障后，就應(yīng)檢查電纜是否有問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)儀表維護(hù)人員只要把現(xiàn)場(chǎng)的勵(lì)磁回路電阻測(cè)量值與廠方提供的數(shù)據(jù)作比較，測(cè)試接地電阻，逐步判定問(wèn)題所在，繼而采取措施，或更換整根電纜，或保持電纜接頭處干燥等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。?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。
       
     ?  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(guò)選用接地電極或安裝接地環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。接地環(huán)的作用是通過(guò)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。通過(guò)在線檢查驗(yàn)證電磁流量計(jì)有無(wú)異�，F(xiàn)象。對(duì)不能停止介質(zhì)流動(dòng)的管線分別檢查流量傳感器和轉(zhuǎn)換器，用模擬信號(hào)器和其他通用儀表測(cè)試轉(zhuǎn)換器具有較高的校準(zhǔn)度，傳感器檢查則以測(cè)試電極接液電阻，檢查勵(lì)磁線圈包括勵(lì)磁連接電纜的絕緣電阻和銅電阻，以及檢查轉(zhuǎn)換器輸出的勵(lì)磁電流，核對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度等間接方法。
   
   ? （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(zhǎng)度與介質(zhì)電導(dǎo)率有關(guān)，長(zhǎng)度為電導(dǎo)率的5倍，但一般不超過(guò)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。電磁流量計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用主要以流量控制為主，在測(cè)量時(shí)流體大多具有腐蝕性和磨損性，電磁流量計(jì)發(fā)生的故障多是由于腐蝕泄漏、絕緣下降、電極玷污或附著異物而引起的。所以為了保證電磁流量計(jì)的性能，在日常使用過(guò)程中要做好定期檢修。

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(méi)有可動(dòng)部件，也沒(méi)有熱河阻礙流體流動(dòng)的節(jié)流部件，所以當(dāng)流體通過(guò)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(wèn)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(wú)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?jī)x表，在測(cè)量過(guò)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(lái)測(cè)量其他導(dǎo)電性液體的流量，而不需要附加其他修正。◆無(wú)機(jī)械慣性，響應(yīng)快速，穩(wěn)定性好，可應(yīng)用于自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和程控系統(tǒng)。

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(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。