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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(xiàn)圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。 在確認(rèn)被測(cè)物質(zhì)流向之后，安裝點(diǎn)要選擇在任何時(shí)候測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)都能充滿(mǎn)液體，以防止由于測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)無(wú)液而指示不在零位所引起的誤差。

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(xiàn)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(xiàn)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(mǎn)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(xiàn)實(shí)流標(biāo)定；4 2轉(zhuǎn)換器安裝和調(diào)試

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(xiàn)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。 ? 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，因此傳感器壽命極高。

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。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(kāi)傳感器與轉(zhuǎn)換器這兩者的信號(hào)連線(xiàn)，讓傳感器內(nèi)充滿(mǎn)液體，用萬(wàn)用表測(cè)量?jī)呻姌O與接地端的電阻值，是否在制造廠(chǎng)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?jī)呻姌O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(xiàn)勵(lì)磁線(xiàn)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(mǎn)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。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(kāi)傳感器與轉(zhuǎn)換器這兩者的信號(hào)連線(xiàn)，讓傳感器內(nèi)充滿(mǎn)液體，用萬(wàn)用表測(cè)量?jī)呻姌O與接地端的電阻值，是否在制造廠(chǎng)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?jī)呻姌O和接地端子間的電阻。
       
     ?  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。水平安裝時(shí)要使電極軸線(xiàn)平行于地平線(xiàn)，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(guò)遮住電極表面，使輸出信號(hào)波動(dòng)。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。 ? 由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿(mǎn)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。
   
   ? （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(zhuān)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。需要對(duì)流量計(jì)有固定的周期性檢查，查看流量計(jì)周?chē)h(huán)境，清掃污垢，確保不進(jìn)水和其他物質(zhì)，檢查接線(xiàn)是否完好，檢查流量計(jì)周?chē)欠癯霈F(xiàn)新的強(qiáng)電磁場(chǎng)或有新裝電線(xiàn)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(wèn)題時(shí)，我們先要將外部因素逐一排查，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)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(zhǎng)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(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。4 2轉(zhuǎn)換器安裝和調(diào)試

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(chēng)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(xiàn)性好。因此，可將測(cè)置信號(hào)直接用轉(zhuǎn)換器線(xiàn)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。