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電磁流量計原理

電磁流量計的理論-法拉第電磁感應(yīng)定律.當一導(dǎo)電體經(jīng)過一個磁場時，就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其電動勢的方向與導(dǎo)體運動和磁場的方向有關(guān).在電磁流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當于法拉第試驗中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。 在確認被測物質(zhì)流向之后，安裝點要選擇在任何時候測量導(dǎo)管內(nèi)都能充滿液體，以防止由于測量導(dǎo)管內(nèi)無液而指示不在零位所引起的誤差。

當有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。

感應(yīng)電動勢相對于流速成正比，并被兩個測量電極所檢測。然后變送器將它進行放大，根據(jù)管道橫截面積計算出體積流量

U感應(yīng)電動勢；V =流速；Q=體積流量；B=磁場強度；L=管道直徑

感應(yīng)電動勢：U=BLV；Q=vA

測量原理：電磁流量計的理論-法拉第電磁感應(yīng)定律,假設(shè)電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生磁場強度（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算：

Ue=BLV

Q=vA

電磁流量計由流量傳感器和變送器兩大部分組成。傳感器測量管上下裝有勵磁線圈，通勵磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管，一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸，引出感應(yīng)電勢，送到變送器，勵磁電流則由變送器提供。電磁流量計在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用主要以流量控制為主，在測量時流體大多具有腐蝕性和磨損性，電磁流量計發(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的性能，在日常使用過程中要做好定期檢修。

電磁流量計的測量特點

·電磁流量計所測得的體積流量，實際上不受流體密度、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；

電磁流量計的測量范圍度大，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。有些型號儀表可在現(xiàn)場根據(jù)需要擴大和縮小流量（例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù)）不必取下作離線實流標定；4 2轉(zhuǎn)換器安裝和調(diào)試

電磁流量計的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，從幾毫米到3m；可測正反雙向流量，也可測脈動流量，只要脈動頻率低于激磁頻率很多；儀表輸出本質(zhì)上是線性的：

當然，電磁流量計也有缺點。比如它不能測量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等；不能測量氣體、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，不能用于測量較高溫度的液體。 ? 測量管道內(nèi)無阻流件，因此沒有附加的壓力損失，測量管道內(nèi)無可動部件，因此傳感器壽命極高。

電磁流量計口徑的選擇
   
    ?（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時為經(jīng)濟流速，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的流體，常用流速應(yīng)低于3m/s，以降低對襯里和電極的磨損。在測量電導(dǎo)率為5~10ｕs/cm的低電導(dǎo)介質(zhì)時，盡可能選擇低流速（0.5~1m/s），因為流速提高會導(dǎo)致流動噪音增加，出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象。維護傳感器電性能，首先要做的是粗略地測量電極間電阻，斷開傳感器與轉(zhuǎn)換器這兩者的信號連線，讓傳感器內(nèi)充滿液體，用萬用表測量兩電極與接地端的電阻值，是否在制造廠規(guī)定值范圍內(nèi)，而且這兩者的所測值大體相同。記錄下測量的電阻值，這個值對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測量兩電極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)信號線勵磁線對地絕緣性能下降，使得測量結(jié)果遠大于正常的數(shù)據(jù)，如這種干擾不穩(wěn)定，對儀表的影響也變化不定，繼而出現(xiàn)波動；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。維護傳感器電性能，首先要做的是粗略地測量電極間電阻，斷開傳感器與轉(zhuǎn)換器這兩者的信號連線，讓傳感器內(nèi)充滿液體，用萬用表測量兩電極與接地端的電阻值，是否在制造廠規(guī)定值范圍內(nèi)，而且這兩者的所測值大體相同。記錄下測量的電阻值，這個值對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測量兩電極和接地端子間的電阻。
       
     ?  從價格上考慮，口徑越大，價格越高。對管道內(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。水平安裝時要使電極軸線平行于地平線，因為處于底部的電極易被沉淀物覆蓋，被測介質(zhì)中偶存氣泡擦過遮住電極表面，使輸出信號波動。這樣不僅可以使電磁流量計運行在較好的工作狀態(tài)下，還可降低投資費用。

襯里和電極材料的選擇。若介質(zhì)為強酸性則應(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）防護等級的選擇。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，必須加防護罩；傳感器在室內(nèi)安裝時，為防止噴料，也應(yīng)加裝易拆卸的防護罩；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。
   
   ? （3）接地的選擇。電磁流量計的感應(yīng)信號很小，容易受外界噪聲或其他電磁信號的影響。若連接傳感器的管道相對于被測介質(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)來實現(xiàn)。接地環(huán)的作用是通過傳感器外殼接地形成一個屏蔽外界干擾的空間，從而提高測量精度。
   
    ?（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，符合標準gb9119。如果需要配對法蘭，提供傳感器的連接管道尺寸。 ? 由于感應(yīng)電壓信號是在整個充滿磁場的空間形成的，是管道截面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長度為五倍的管直徑。
   
   ? （5）電纜的選擇。對于分體式的電磁流量計，必須選擇連接電纜。電纜一般是專用的，其長度與介質(zhì)電導(dǎo)率有關(guān)，長度為電導(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)場安裝時一般要求套管。需要對流量計有固定的周期性檢查，查看流量計周圍環(huán)境，清掃污垢，確保不進水和其他物質(zhì)，檢查接線是否完好，檢查流量計周圍是否出現(xiàn)新的強電磁場或有新裝電線橫跨儀表電磁流量計的日常維護還有保養(yǎng)是保證或證明流量計是在受控狀態(tài)下運行。當我們發(fā)現(xiàn)電磁流量計出現(xiàn)問題時，我們先要將外部因素逐一排查，如果沒有發(fā)現(xiàn)問題，再決定要不要拆除流量計修整。電磁流量計的檢測與保養(yǎng)是必須的，可以確保流量計在長的壽命下，發(fā)揮更有效的作用。

電磁流量計優(yōu)點

1、電磁流量計的變送器結(jié)構(gòu)簡單，沒有可動部件，也沒有熱河阻礙流體流動的節(jié)流部件，所以當流體通過時不會引起任何附加的壓力損失。同時，它不會引起諸如磨損、堵塞等問題，特別適用于測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)上無運動部件，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)的測量。

2、電磁流量計是一種體積流量測量儀表，在測量過程中，它不受被測介質(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，電磁流量計只需經(jīng)水標定以后，就可以用來測量其他導(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、電磁流量計的量程范圍極寬，一臺電磁流量計的量程比可達1:100.此外，電磁流量計只與被測介質(zhì)的平均流速成正比，而與軸對稱分布下的流動狀態(tài)（層流或絮流）無關(guān)。

4、電磁流量計無機械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測量瞬時脈動流量，而且線性好。因此，可將測置信號直接用轉(zhuǎn)換器線性地轉(zhuǎn)換成標準信號輸出，可就地指示，也可遠距離傳輸。