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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)。水平安裝時(shí)要使電極軸線平行于地平線，因?yàn)樘幱诘撞康碾姌O易被沉淀物覆蓋，被測(cè)介質(zhì)中偶存氣泡擦過遮住電極表面，使輸出信號(hào)波動(dòng)。

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。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；(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)；

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。流量計(jì)檢測(cè)

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(zhǎng)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。? 流量的測(cè)量不受流體的密度，粘度，溫度，壓力，電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速成線性關(guān)系，因此測(cè)量精度高。
   
    ?（2）選擇傳感器口徑與連接管道管徑不相同。該電磁流量計(jì)正常投運(yùn)一年多來，基本上未出現(xiàn)故障，但是一年后，出現(xiàn)工作異常，具體表現(xiàn)為測(cè)量值變大或變小，或者是不停地波動(dòng)，且經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，已排除管道不滿管、介質(zhì)含氣等現(xiàn)象的可能性，發(fā)現(xiàn)這類問題的出現(xiàn)可能是與電纜線故障有關(guān)。因?yàn)榱髁坑?jì)隨管道埋敷在地下，傳感器具有IP68防護(hù)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換器安裝在儀表箱或室內(nèi)，兩者通過電纜連接，由于地面沉陷，山區(qū)環(huán)境潮濕等現(xiàn)場(chǎng)情況的變化，傳感器和轉(zhuǎn)換器未做好電纜接頭處的防潮（防水）等處理．恰逢該接頭處于一個(gè)潮濕的環(huán)境，如儀表井、電纜溝等，潮氣侵入電纜接頭，都有造成如下的可能：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。一、零點(diǎn)檢測(cè)和調(diào)整
       
     ?  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。◆采用聚四氟乙烯或橡膠材質(zhì)襯里和Hc、Hb、316L、Ti等電極材料的不同組合可適應(yīng)不同介質(zhì)的需要。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(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?jī)x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。判別這類異常情況，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

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。