淺談電磁流量計的工作原理_電磁流量計工作原理

淺談電磁流量計On the Electromagnetic Flowmeters
 摘.. 要: 對電磁流量計工作原理、結(jié)構(gòu)、安裝方式、優(yōu)點、存在不足及應(yīng)用進行了詳細介紹, 對使用中誤差生成原因進行了分析, 提出了電磁流量計選型原則并對其研發(fā)趨勢進行了預(yù)測。
關(guān)鍵詞: 原理; 優(yōu)點; 選型; 精度
  .. .. 電磁流量計( Elet romagnetic Flowmeters, 簡稱EMF) 是隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。它是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的, 主要用來測量導(dǎo)電液體體積流量。目前廣泛地應(yīng)用于工業(yè)過程中各種導(dǎo)電液體的流量測量, 如各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)及各種漿液流量測量, 形成了*的應(yīng)用領(lǐng)域。其工作原理是: 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律, 當一導(dǎo)體在磁場中切割磁力線運動時, 在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電動勢, 其方向由右手定則確定, 其大小與磁場的磁感應(yīng)強度, 導(dǎo)體在磁場內(nèi)的長度及導(dǎo)體的運動速度成正比。與此相仿, 在均勻磁場中, 垂直于磁場方向放一個不導(dǎo)磁管道, 當導(dǎo)電液體在管道中流動時, 導(dǎo)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(nèi)流速分布為軸對稱分布, 兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動勢, 這就是電磁流量計的測量原理。
   電磁流量計由電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成, 傳感器安裝在工業(yè)管道上, 它的作用是將流進管道內(nèi)的液體體積流量值線性地變換成感生電動勢信號, 并通過傳輸線將此信號送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝在離傳感器不太遠的地方, 它將傳感器送來的流量信號進行放大, 并轉(zhuǎn)換成流量信號成正比的標準電信號輸出, 以進行顯示、累積和調(diào)節(jié)控制。
  電磁流量計的主要優(yōu)點如下:
  ( 1) 傳感器結(jié)構(gòu)簡單, 測量管內(nèi)沒有可動部件, 也沒有任何阻礙流體流動的節(jié)流部件。所以當流體通過流量計時不會引起任何附加的壓力損失, 是流量計中運行能耗的流量儀表之一。
  ( 2) 可測量臟污介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量。這是由于儀表測量管內(nèi)部*流動部件, 與被測流體接觸的只是測量管內(nèi)襯和電極, 其材料可根據(jù)被測流體的性質(zhì)來選擇。例如, 用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做內(nèi)襯, 可測量各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì); 采用耐磨橡膠做內(nèi)襯, 就特別適合于測量帶有固體顆粒的、磨損較大的礦漿、水泥漿等液固兩相流以及各種帶纖維液體和紙漿等懸濁液體。
   ( 3) 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) 的影響。因此, 電磁流量計只需經(jīng)水標定后, 就可用來測量其它導(dǎo)電性液體的流量。
   ( 4) 電磁流量計的輸出只與被測介質(zhì)的平均流速成正比, 而與對稱分布下的流動狀態(tài)( 層流或湍流) 無關(guān)。所以電磁流量計的量程范圍極寬, 其測量范圍度可達100: 1, 有的甚至達1000: 1 的可運行流量范圍。
  ( 5) 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, 也可測量正反兩個方向的流量。
  ( 6) 工業(yè)用電磁流量計的口徑范圍極寬, 從幾個毫米一直到幾米, 而且國內(nèi)已有口徑達3m 的實流校驗設(shè)備, 為電磁流量計的應(yīng)用和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
   電磁流量計目前仍然存在如下不足:
  ( 1) 不能用來測量氣體、蒸汽以及含有大量氣體的液體。
  ( 2) 不能用來測量電導(dǎo)率很低的液體介質(zhì), 如對石油制品或有機溶劑等介質(zhì), 目前電磁流量計還無能為力。
  ( 3) 普通工業(yè)用電磁流量計由于測量管內(nèi)襯材料和電氣絕緣材料的限制, 不能用于測量高溫介質(zhì); 如未經(jīng)特殊處理, 也不能用于低溫介質(zhì)的測量, 以防止測量管外結(jié)露( 結(jié)霜) 破壞絕緣。
  ( 4) 電磁流量計易受外界電磁干擾的影響。
   另外, 電磁流量計若選型、安裝、使用不當, 將會引起誤差增大, 示值不穩(wěn)定, 甚至表體損壞。電磁流量計誤差生成的原因如下:
  ( 1) 管內(nèi)液體未充滿, 由于背壓不足或流量傳感器安裝位置不良, 致使其測量管內(nèi)液體未能充滿, 故障現(xiàn)象因不充滿程度和流動狀況有不同表現(xiàn)。若少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流, 故障現(xiàn)象表現(xiàn)為誤差增加, 即流量測量值與實際值不符; 若流動是氣泡流或塞狀流, 故障現(xiàn)象除測量值與實際值不符外, 還會因氣相瞬間遮蓋電極表面而出現(xiàn)輸出晃動; 若水平管道分層流動中流通截面積氣相部分增大, 即液體未滿管程度增大, 也會出現(xiàn)輸出晃動, 若液體未滿管情況較嚴重, 以致液面在電極以下, 則會出現(xiàn)輸出超滿度現(xiàn)象。
  ( 2) 液體中含有固相或液體中含有粉狀、顆粒或纖維等固體。
   電磁流量計選型原則如下:
  ( 1) 首先是測量方式可靠, 即取樣裝置在運行中不會發(fā)生機械強度或電氣回路故障而引起事故; 二是測量儀表無論在正常生產(chǎn)或故障情況下都不致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。
  ( 2) 在保證儀表安全運行的基礎(chǔ)上, 力求提高儀表的準確性和節(jié)能性。為此, 不僅要選用滿足準確度要求的顯示儀表, 而且要根據(jù)被測介質(zhì)的特點選擇合理的測量方式。
  ( 3) 為保證流量計使用壽命及準確性, 選型時還要注意儀表的防振要求。
  ( 4) 安裝在生產(chǎn)管道上長期運行的接觸式儀表, 還應(yīng)考慮流量測量元件所造成的能量損失。一般情況下, 在同一生產(chǎn)管道中不應(yīng)選用多個壓損較大的測量元件, 如節(jié)流元件等。
   電磁流量計在應(yīng)用過程中的精度保證一直是用戶所關(guān)心的熱點問題。隨著電磁流量計制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用行業(yè)的擴展, 電磁流量計的使用越來越多、口徑越來越大, 送回校驗裝置上校驗的難度也越來越大。上世紀90 年代, 上海水務(wù)系統(tǒng)用專用的模擬信號器檢測轉(zhuǎn)換器, 傳感器檢查則以測試電極接液電阻, 檢查勵磁線圈包括勵磁連接電纜的絕緣電阻和銅電阻, 以及檢查轉(zhuǎn)換器輸出的勵磁電流, 核對磁場強度等間接方法檢測電磁流量計。同樣的概念在一些文獻中也提及到, 如東京都水道局和日本三菱化學(xué)工業(yè)的電磁流量計現(xiàn)場檢驗方法。在線電磁校驗儀GS9 電磁流量計在歐洲的使用數(shù)量最多, 其在線檢驗技術(shù)也, 如KROHNE 的GS9 在線電磁流量計校驗儀。當前, 開發(fā)自帶診斷和檢驗功能的流量計是電磁流量計研發(fā)的趨勢。--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關(guān)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網(wǎng)站：