電磁流量計說(shuō)明及工作原理

說(shuō)明

電磁流量計廣泛應用于污水，氟化工，生產(chǎn)用水，自來(lái)水行業(yè)以及醫藥，鋼鐵等等諸多方面。由于原理決定了它只能測導電液體。雖說(shuō)它在可靠性和穩定性方面都比其它種類(lèi)的流量計要好許多，但客戶(hù)在實(shí)際使用過(guò)程中，還是會(huì )發(fā)生一些問(wèn)題，下面我就電磁流量計在選型和安裝上詳細說(shuō)一下：

一，和其它流量計一樣，雖然電磁流量計它的測量范圍比是30：1，比渦街流量計和差壓式流量計都要高，但也是有限制的，許多客戶(hù)定表時(shí)，常常把它和水表相比較，以為可以測量很低的流速，一般情況下，它只能測0.1m/s.低于此流速電磁流量計就很難正確測量。所以定貨初期對流量范圍比要搞清楚。定貨時(shí)不能按原先管道口徑來(lái)定貨，按你實(shí)際流量來(lái)定儀表口徑。

二，和其它流量計一樣，電磁流量計對安裝前后直管道也有要求，只不過(guò)比其它類(lèi)流量計要求更低，但關(guān)健一點(diǎn)要滿(mǎn)足：就是滿(mǎn)管，再滿(mǎn)管。不滿(mǎn)管的情況下容易引起流量計亂跳：

三，和其它流量計一樣，電磁流量計也有防護等級，一般一體式的防護等級為IP65，分體式的為IP68(針對傳感器而言)，如果客戶(hù)對儀表安裝環(huán)境有要求，安裝地點(diǎn)在地下陰井或其它一些潮濕的地方，建議客戶(hù)選用分體式的。以免選錯對儀表造成損害。

四，電磁流量計可以測腐蝕性液體，但定貨初期客戶(hù)要正確提供其它測量介質(zhì)屬性，以免選型時(shí)對電極選型上的錯誤，導致傳感器在后期使用過(guò)程中報廢，給客戶(hù)帶來(lái)不便和經(jīng)濟上的損失。

五，電磁流量計雖說(shuō)可靠性比較好，一般情況下不會(huì )損壞，但由于其原理決定，傳感器電極表面一直和液體接觸，時(shí)間久了，電極表面比較容易受污染。所以電磁流量計一般情況下，客戶(hù)有條件拆的情況下，建議一年到一年半之間拆出來(lái)清洗一次電極以保證流量計整機的測量精度。任何儀器儀表都是需要“保養”的，電磁流量計也不例外。

六，在主管線(xiàn)是垂直管線(xiàn)時(shí)，一般情況下，要求水流是自下而上，盡量不要自上而下。后者容易引起流量波動(dòng)比較大。安裝除了滿(mǎn)管以外，這點(diǎn)也是很重要的，其次就是前后直管道的距離了。

選擇便于維修，活動(dòng)方便的地方。流量計應安裝在水泵后端，決不能在抽吸側安裝；閥門(mén)應安裝在流量下游側。

工作原理

電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進(jìn)行流量測量的流量計。電磁流量計的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測流量范圍大。大流量與小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，大可達3m，輸出信號和被測流量成線(xiàn)性，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(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運動(dòng)時(shí)，在導體中會(huì )產(chǎn)生感應電勢，感應電勢的大小與導體在磁場(chǎng)中的有效長(cháng)度及導體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運動(dòng)的速度成正比。同理，導電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應力線(xiàn)時(shí)，也會(huì )在管道兩邊的電極上產(chǎn)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(shí)，被測體積流量與感應電勢呈線(xiàn)性關(guān)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(xiàn)和磁力線(xiàn)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(xiàn)運動(dòng)時(shí)，導電液體切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生感應電勢，此感應電勢由兩個(gè)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(chǎng)分布及軸向長(cháng)度有關(guān)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(jīng)放大，變換濾波等信號處理后，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)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(xié)議。

注：不同電磁流量計參數略有差異，使用時(shí)請務(wù)必查看說(shuō)明書(shū)。

根據法拉第電磁感應定律，在磁感應強度為B的均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)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(dòng)時(shí)，導電流體就切割磁力線(xiàn).如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)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(chēng)分布，兩電極之間產(chǎn)生感生電動(dòng)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(jiàn)，體積流量qv與感應電動(dòng)勢e和測量管內徑D成線(xiàn)性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁感應強度B成反比，與其它物理參數無(wú)關(guān)。這就是電磁流量計的測量原理。

需要說(shuō)明的是，要使式(3—37)嚴格成立，必須使電磁流量計測量條件滿(mǎn)足下列假定：

①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);

②被測流體的流速軸對稱(chēng)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。