電磁流量計、高壓電磁流量計的工作原理和安裝

來源：江蘇騰泰儀表科技有限公司瀏覽：-931 發(fā)布日期：2021-05-24

電磁流量計的工作原理：電磁流量計是一種基于電磁感應(yīng)定律的流量測量儀器。它能測量具有一定電導(dǎo)率的液體或液固混合物的體積流量，常用于檢測酸、堿、鹽、含固體顆粒（或纖維）的液體的流量，優(yōu)于其它流量計。電磁流量計由變送器和變頻器組成。電磁流量變送器由磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼和干擾信號裝置組成。它將流動的變化轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)電位的變化。轉(zhuǎn)換器由電子元件組成。它將微弱的感應(yīng)電位放大，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號輸出，用于遠(yuǎn)程指示、記錄和積分

電磁流量計的測量原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律：當(dāng)導(dǎo)電液體在磁場中切斷磁力線時，在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電位E為：E=kbvd

式中：K---儀器常數(shù)

B---磁感應(yīng)強度

V---測量管段平均流速

D---測量管段內(nèi)徑

測量流量時，導(dǎo)電液體以v的速度在垂直于流動方向的磁場中流動，導(dǎo)電液體的流動產(chǎn)生一個與平均流速成正比的電壓。感應(yīng)電壓信號由兩個或兩個以上與液體直接接觸的電極拾取，并通過電纜發(fā)送到轉(zhuǎn)換器。經(jīng)過智能化處理后，LCD顯示或轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號4-20mA、0-1khz輸出

磁路系統(tǒng)：其功能是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場。直流磁路采用永磁體實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單，受交流磁場干擾小。但測量管中的電解質(zhì)液體容易極化，使正極被負(fù)離子包圍，負(fù)極被正離子包圍，即電極極化現(xiàn)象，導(dǎo)致兩電極之間的內(nèi)阻增大，從而嚴(yán)重影響儀器的正常運行。當(dāng)管道直徑較大時，永磁體也較大，體積大，不經(jīng)濟，所以電磁流量計一般采用交變磁場，由50Hz電源

測量導(dǎo)管激勵，其作用是讓被測導(dǎo)電液體通過。為了在磁力線通過測量導(dǎo)管時分流或短路磁通量，測量導(dǎo)管必須采用非磁性、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機械強度的材料制成?？蛇x用無磁性不銹鋼、玻璃鋼、高強度塑料、鋁等

電極：其功能是引出與測量值成正比的感應(yīng)電位信號。電極通常由非磁性不銹鋼制成，并要求與內(nèi)襯齊平，以便不會阻礙流動。其安裝位置應(yīng)在管道的垂直方向上，以防沉積在其上，影響測量精度

外殼：由鐵磁性材料制成，是配電系統(tǒng)勵磁線圈的外殼，絕緣外磁場干擾

襯里：測量導(dǎo)管內(nèi)側(cè)和法蘭密封面有一層完整的電氣絕緣襯里。它與被測液體直接接觸，其作用是提高測量管的耐腐蝕性，防止感應(yīng)電位被金屬測量管壁短路。內(nèi)襯材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等

轉(zhuǎn)換器：液體流動產(chǎn)生的感應(yīng)電位信號很弱，受各種干擾因素的影響很大。轉(zhuǎn)換器的作用是將感應(yīng)電位信號放大、轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號，抑制主要干擾信號。它的任務(wù)是將電極檢測到的感應(yīng)電位信號ex放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號

2、電磁流量計的特點是：1.測量管為光滑的直管段，無移動和堵塞部件，基本無壓力損失，節(jié)流效果顯著；2.流量計輸出與流量呈線性關(guān)系，測量直徑范圍大；3.合理選擇襯里材料和電極材料，可測量各種腐蝕介質(zhì)的流量；4.安裝要求低；5.測量精度高；6.范圍廣。其局限性和缺點如下：1.介質(zhì)溫度不宜過高，一般不超過120℃℃, 壓力不大于1.6Mpa，流速不小于0.3ms；2.被測介質(zhì)必須是導(dǎo)電液體，不能測量石油產(chǎn)品、有機溶劑等導(dǎo)電性低的液體。它不能含有更多的鐵磁性物質(zhì)和氣泡，不能用于氣體、蒸汽、石油產(chǎn)品等非導(dǎo)電液體

3、電磁流量計工作時，發(fā)現(xiàn)信號越來越弱或突然下降。可能的原因及處理方法

1.測量管內(nèi)壁可能積有污垢，因此，應(yīng)清潔和擦拭電極

2.測量管內(nèi)襯可能損壞，應(yīng)更換

3.信號插座可能腐蝕，應(yīng)清潔或更換

4、接地注意事項

1.測量管、外殼、屏蔽線，轉(zhuǎn)換器和二次儀表應(yīng)接地

2.探測器和轉(zhuǎn)換器應(yīng)單獨接地，不得與電機和工藝管道連接

3.探測器和轉(zhuǎn)換器在現(xiàn)場接地，二次儀表的屏蔽層在控制室一側(cè)接地，切莫多端，以避免不同地電位的干擾；

4.若探測器安裝在金屬管上，且金屬管內(nèi)無絕緣層，則可在探測器接地端接地。如果探測器安裝在塑料管上，或安裝在有絕緣涂層或內(nèi)襯的管道上，探測器兩端應(yīng)安裝接地環(huán)，使管內(nèi)流動的介質(zhì)對地短路，并具有零電位磁感應(yīng)（magnetic flux density），描述磁場強度和方向的物理量，是一個向量，通常用符號B表示，國際單位是特斯拉（符號是t）。磁感應(yīng)也稱為磁通密度或磁通密度。在物理學(xué)中，磁場的強度用磁感應(yīng)來表示。磁感應(yīng)強度越高，磁感應(yīng)強度越強；磁感應(yīng)越小，磁感應(yīng)越弱

由于磁通量變化引起的感應(yīng)電動勢現(xiàn)象，當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中切斷磁感應(yīng)線時，導(dǎo)體中會產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。這是初中物理教材中為讓學(xué)生理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的定義，不能完全概括電磁感應(yīng)現(xiàn)象：閉合線圈面積不變，磁場強度改變，磁通量就會改變，也會發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。因此，準(zhǔn)確的定義如下：磁通量變化引起的感應(yīng)電動勢現(xiàn)象[2]

電動勢的方向（公式中的負(fù)號）由倫茨定律提供。Lenz定律指出，感應(yīng)電流的磁場會阻礙原始磁通量的變化。對于運動電動勢，也可以用右手定則來確定感應(yīng)電流的方向，然后確定感應(yīng)電動勢的方向。下面的例子將解釋“通過電路的磁通量”的含義，有兩種方法可以改變通過電路的磁通量。至于電動勢的感應(yīng)，改變的是它自身的磁場，比如改變產(chǎn)生磁場的電流（就像變壓器一樣）。至于電動勢，是整個或部分電路在磁場中的運動發(fā)生了變化，例如在單極發(fā)電機中

磁力線是虛線，實際上并不存在。它們看不見也摸不著，但它們是真的（如微波爐）。你只能通過想象它們的存在，把它們的樣子畫在腦?；蚣埳?，直觀生動地描述和研究它們，也可以斜切，不垂直于繩子。只要能切斷磁力線，這里的棍子當(dāng)然是指所有物體做成的導(dǎo)電導(dǎo)體

感應(yīng)電是一種由導(dǎo)電設(shè)備攜帶的電。一般研究表明，人體對高壓電場下的靜電感應(yīng)電流更為敏感。當(dāng)0.1~0.2mA的感應(yīng)電流通過人體時，即使不接觸被測物體，也會有明顯的針刺感

由于液體的粘性，液體在管道中流動時，同一截面上各點的速度不同。為了便于計算，引入了平均流速的概念，即假定水流截面上各點的流速是均勻分布的。流量是指單位時間內(nèi)流過單位流截面的液體體積，在實際工程中，平均流量具有應(yīng)用價值。液壓缸工作時，活塞的速度等于缸內(nèi)液體的平均速度。根據(jù)上述公式，可以建立活塞速度V與液壓缸有效面積a和流量QV的關(guān)系：V=QVa，即輸入液壓缸的流量決定活塞運動速度

物體導(dǎo)電的能力稱為導(dǎo)電能力。各種金屬的導(dǎo)電性各不相同。銀通常是*好的，其次是銅和金。固體的導(dǎo)電是指電子或離子在電場作用下在固體中的長距離遷移，這種遷移通常由一種電荷載流子所支配，如電子導(dǎo)體，它主要由電子載流子組成；離子傳導(dǎo)，主要由離子載流子組成；混合導(dǎo)體既有載流子電子又有離子。另外，一些電學(xué)現(xiàn)象不是由載流子遷移引起的，而是由電場引起的固體極化引起的，如介電現(xiàn)象和介電材料

高壓電磁流量計的安裝要求

1.方向、磁場和振動

直角高壓電磁流量計一般應(yīng)垂直安裝。臥式流量計可水平、垂直或傾斜安裝，其殼體上的箭頭應(yīng)與介質(zhì)的流向一致。在確定流量計安裝段位置時，應(yīng)考慮裝卸方便，盡量避免強磁場和強振動的影響。在管道上鋪設(shè)防震墊或加裝防震波紋管也可消除振動。流量計安裝在室外時，應(yīng)有防曬、防雨、防污、防淹的設(shè)施

2直管段要求

為保證計量準(zhǔn)確，流量計上游直管段長度不小于5dn，流量計下游直管段長度不小于3DN，上游不設(shè)調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)流量只能在流量計下游閥門上進行。法蘭連接

流量計（PN<6.3MPa）安裝時所用的非金屬密封墊片，不得伸入管道內(nèi)，以免影響

3的計量性能，確保滿管

高壓電磁流量計只有在介質(zhì)滿管時才能保證計量準(zhǔn)確。因此，不允許在非滿管或空管情況下工作

2.高壓電磁流量計信號輸出接線方法

1.智能積算器結(jié)構(gòu)

2、信號輸出接線圖

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