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詳細介紹
江蘇華云儀表有限公司
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電磁流量計
一、電磁流量計概述原理
是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計。的優點是壓損極小，可測流量范圍大。zui大流量與zui小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業管徑范圍寬，zui大可達3m，輸出信號和被測流量成線性，精確度較高，可測量電導率≥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。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
當導體在磁場中作切割磁力線運動時，在導體中會產生感應電勢，感應電勢的大小與導體在磁場中的有效長度及導體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。同理，導電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應力線時，也會在管道兩邊的電極上產生感應電勢。感應電勢的方向由右手定則判定，感應電勢的大小由下式確定：
Ex=BDv-----------------式（1）
式中Ex—感應電勢，V；
B—磁感應強度，T
D—管道內徑，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己定且保持磁感應強度B不變時，被測體積流量與感應電勢呈線性關系。若在管道兩側各插入一根電極，就可引入感應電勢Ex，測量此電勢的大小，就可求得體積流量。
據法拉第電磁感應原理，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極，當導電液體沿測量管軸線運動時，導電液體切割磁力線產生感應電勢，此感應電勢由兩個檢測電極檢出，數值大小與流速成正比例，其值為：
E=B·V·D·K
式中： E－感應電勢；
K－與磁場分布及軸向長度有關的系數；
B－磁感應強度；
V－導電液體平均流速；
D－電極間距；（測量管內直徑）
傳感器將感應電勢E作為流量信號，傳送到轉換器，經放大，變換濾波等信號處理后，用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉換器有4~20mA輸出，報警輸出及頻率輸出，并設有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協議。
注：不同參數略有差異，使用時請務必查看說明書。
根據法拉第電磁感應定律，在磁感應強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速v流動時，導電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極則可以證明，只要管道內流速分布為軸對稱分布，兩電極之間產生感生電動勢：
e=KBDv (3-36)
式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數。由此可得管道的體積流量為：
qv= πeD/4KB (3-37)
由上式可見，體積流量qv與感應電動勢e和測量管內徑D成線性關系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數無關。這就是的測量原理。
需要說明的是，要使式(3—37)嚴格成立，必須使測量條件滿足下列假定：
①磁場是均勻分布的恒定磁場;
②被測流體的流速軸對稱分布;
③被測液體是非磁性的;
④被測液體的電導率均勻且各向同性。
二、結構
的結構主要由磁路系統、測量導管、電極、外殼、襯里和轉換器等部分組成。
磁路系統：其作用是產生均勻的直流或交流磁場。直流磁路用*磁鐵來實現，其優點是結構比較簡單，受交流磁場的干擾較小，但它易使通過測量導管內的電解質液體極化，使正電極被負離子包圍，負電極被正離子包圍，即電極的極化現象，并導致兩電極之間內阻增大，因而嚴重影響儀表正常工作。當管道直徑較大時，*磁鐵相應也很大，笨重且不經濟，所以一般采用交變磁場，且是50HZ工頻電源激勵產生的。
測量導管：其作用是讓被測導電性液體通過。為了使磁力線通過測量導管時磁通量被分流或短路，測量導管必須采用不導磁、低導電率、低導熱率和具有一定機械強度的材料制成，可選用不導磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強度塑料、鋁等。
電極：其作用是引出和被測量成正比的感應電勢信號。電極一般用非導磁的不銹鋼制成，且被要求與襯里齊平，以便流體通過時不受阻礙。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量精度。
外殼：應用鐵磁材料制成，是分配制度勵磁線圈的外罩，并隔離外磁場的干擾。
襯里：在測量導管的內側及法蘭密封面上，有一層完整的電絕緣襯里。它直接接觸被測液體，其作用是增加測量導管的耐腐蝕性，防止感應電勢被金屬測量導管管壁短路。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。
轉換器：由液體流動產生的感應電勢信號十分微弱，受各種干擾因素的影響很大，轉換器的作用就是將感應電勢信號放大并轉換成統一的標準信號并抑制主要的干擾信號。其任務是把電極檢測到的感應電勢信號Ex經放大轉換成統一的標準直流信號。
三、特點
1、測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響；
2、測量管內*流動部件，無壓損，直管段要求較低。對漿液測量有*的適應性；
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、轉換器采用新穎勵磁方式，功耗低、零點穩定、精確度高。流量范圍度可達150：1；
5、轉換器可與傳感器組成一體型或分離型；
6、轉換器采用16位高性能微處理器，2x16LCD顯示，參數設定方便，編程可靠；
7、流量計為雙向測量系統，內裝三個積算器：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、數字通訊、HART；
8、轉換器采用表面安裝技術(SMT)，具有自檢和自診斷功能；
9、測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關系，因此測量精度高。
10、測量管道內無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內無可動部件，因此傳感器壽命極長。
11、由于感應電壓信號是在整個充滿磁場的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長度為5倍的管道直徑。
12、轉換器采用*的單片機（MCU）和表面貼裝技術（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零點穩定，參數設定方便。點擊中文顯示LCD，顯示累積流量，瞬時流量、流速、流量百分比等。
13、雙向測量系統，可測正向流量、反向流量。采用特殊的生產工藝和優質材料，確保產品的性能在長時候內保持穩定。
四、分類
就顯示方式分為：分體型，一體型。系列公稱通徑DN15～DN3000。
分體型是一種根據法拉第電磁感應定律來測量管內導電介質體積流量的感應式儀表，采用單片機嵌入式技術，實現數字勵磁，同時在上采用CAN現場總線，屬國內*，技術達到國內水平。
分體型在滿足現場顯示的同時，還可以輸出4～20mA電流信號供記錄、調節和控制用，現已廣泛地應用于化工、環保、冶金、醫藥、造紙、給排水等工業技術和管理部門。
分體型除可測量一般導電液體的流量外，還可測量液固兩相流，高粘度液流及鹽類、強酸、強堿液體的體積流量。
一體型是根據法拉第電磁感應定律制定，用來測量導電流體的體積流量。由于*的特點已廣泛地應用于工業上各種導電液體的測量。主要用于化工、造紙、食品、紡織、冶金、環保、給排水等行業，與計算機配套可實現系統控制。
一體式及分體式示意圖
五、安裝
安裝場所的選擇
為了使工作穩定可靠，在選擇安裝地點時應注意以下幾方面的要求：
1.盡量避開鐵磁性物體及具有強電磁場的設備(大電機、大變壓器等)，以免磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號。
2.應盡量安裝在干燥通風之處，避免日曬雨淋，環境溫度應在-20～＋60℃，相對濕度小于85%。
3.流量計周圍應有充裕的空間，便于安裝和維護。
安裝建議
的測量原理不依賴流量的特性，如果管路內有一定的湍流與漩渦產生在非測量區內（如：彎頭、切向限流或上游有半開的截止閥）則與測量無關。如果在測量區內有穩態的渦流則會影響測量的穩定性和測量的精度，這時則應采取一些措施以穩定流速分布：
a. 增加前后直管段的長度；
b. 采用一個流量穩定器；
c. 減少測量點的截面。
水平和垂直安裝
傳感器可以水平和垂直安裝，但是應該確保避免沉積物和氣泡對測量電極的影響，電極軸向保持水平為好。垂直安裝時，流體應自下而上流動。
傳感器不能安裝在管道的zui高位置，這個位置容易積聚氣泡。
確保滿管安裝
確保流量傳感器在測量時，管道中充滿被測流體，不能出現非滿管狀態。
如管道存在非滿管或是出口有放空狀態，傳感器應安裝在一根虹吸管上。
彎管、閥門和泵之間的安裝
為保證測量的穩定性，應在傳感器的前后設置直管段，其長度由下圖給出。如做不到則應采用穩流器或減小測量點的截面積。
傳感器不能安裝在泵的進水口
為避免負壓，傳感器不能安裝在泵的進水口，而應安裝在泵的出水口。
傳感器的進口直管段和出口直管段
比較理想的安裝地點應選擇測量點前后有足夠的直管段。進口直管段應≥5D，出口直管段≥3D(D為傳感器公稱口徑）。
插入式進口直管段應≥ 20 D ， 出口直管段≥7D(D為傳感器公稱口徑）。
管道出口為放空時的安裝
當出口為放空狀態時，傳感器不應安裝在管道放空之處，應安裝在較低處。
傳感器安裝在管道下方處時，應保證傳感器內被液體充滿，不能出現空管狀態。
串聯安裝和平行安裝
如果有幾個傳感器需要按順序串聯在同一管道上，每個傳感器之間的距離至少應為2個傳感器的長度。
如果兩個以上的傳感器彼此并行安裝，傳感器的距離必須大于1m。
傳感器的接地措施
傳感器產生的流量信號非常小，在滿量程時也只有幾個毫伏，所以傳感器接地應良好。的接地要求有兩個方面：
1.從的工作原理和流量感應信號電流的回路來分析,傳感器和轉換器的接地端必須與被測介質同電位。
2.接地。以大地為零電位，減少外界干擾。一般情況下,工藝管道都是金屬管，本身都是接地的,這點要求很容易滿足。但是在外界電磁場干擾較大的情況下,應另行設置接地裝置，接地線采用截面大于5mm2的多股銅線,傳感器的接地線絕不能接在電機或其它設備的公共地線上,以避免漏電流的影響。接地電阻應小于10Ω。
a.傳感器在金屬管道上安裝(金屬管道內壁沒有絕緣涂層)，按下圖接地。
b.傳感器在塑料管道上或在有絕緣襯里的管道上安裝,傳感器的兩端應安裝接地環、或接地法蘭、或帶有接地電極的短管,按下圖接地。
使管內流動的被測介質與大地短路,具有零電位，否則，無法正常工作。
