一、電磁流量計(jì)概述

 

　　電磁流量計(jì)（Electromagnetic Flowmeter）是由直接接觸管道介質(zhì)的傳感器和上端信號(hào)轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。電磁流量計(jì)特別設(shè)計(jì)了帶背光寬溫的中文液晶顯示器，功能齊全實(shí)用、顯示直觀(guān)、操作使用方便，可以減少其他電磁流量計(jì)英文菜單所帶來(lái)的不便。另外我們獨(dú)家設(shè)計(jì)4-6多電極結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保證了測(cè)量精度并且任何時(shí)候無(wú)需接地環(huán)，減輕了儀表體積和安裝維護(hù)的麻煩。 電磁流量計(jì)在滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)顯示的同時(shí)，還可以輸出4～20mA電流信號(hào)供記錄、調(diào)節(jié)和控制用，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門(mén)。

采用電磁感應(yīng)原理測(cè)量介質(zhì)流體流速的電磁流量計(jì)。它在管道的兩側(cè)加一個(gè)磁場(chǎng)，被測(cè)介質(zhì)流過(guò)管道就切割磁力線(xiàn)，在兩個(gè)檢測(cè)電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其大小正比于流體的運(yùn)動(dòng)速度。可以用于測(cè)量酸、堿、鹽溶液、水煤漿、礦漿、砂漿灰泥、紙漿、樹(shù)脂、橡膠乳、合成纖維漿和感光乳膠等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質(zhì)的流量。電磁流量計(jì)密封性能好，還可用于自來(lái)水和地下水道系統(tǒng)。而且測(cè)量過(guò)程不與流體接觸，適于制藥、生物化學(xué)和食品工業(yè)。這種流量計(jì)還可檢測(cè)血液流量。它的量程比約為100：1，精度一般為1%，由于這種傳感器必須保持管道內(nèi)電阻和測(cè)量電路阻抗之間有一定比例關(guān)系，因此在制造上有一定困難。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率約為10歐姆·厘米時(shí)就開(kāi)始產(chǎn)生困難，電導(dǎo)率更低時(shí)就產(chǎn)生原理性困難。當(dāng)電導(dǎo)率為10歐姆·厘米時(shí)，就達(dá)到導(dǎo)電介質(zhì)和電介質(zhì)之間的“分界線(xiàn)”，熱噪聲電平隨內(nèi)阻的增大而顯著增加。

電磁流量計(jì)是高精度、高可靠和使用壽命長(zhǎng)的流量?jī)x表，所以在設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、選材、制定工藝、生產(chǎn)裝配和出廠(chǎng)測(cè)試等過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)我們都非常細(xì)致講究，還自行設(shè)計(jì)了一套中國(guó)最先進(jìn)的，專(zhuān)用于電磁流量計(jì)的生產(chǎn)設(shè)備和流量實(shí)流標(biāo)定裝置，從而在軟件和硬件上都能切實(shí)保證產(chǎn)品長(zhǎng)期的高質(zhì)量。電磁流量計(jì)特別設(shè)計(jì)了帶背光寬溫的中文液晶顯示器，功能齊全實(shí)用、顯示直觀(guān)、操作使用方便，可以減少其他電磁流量計(jì)英文菜單所帶來(lái)的不便。另外我們獨(dú)家設(shè)計(jì)4-6多電極結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保證了測(cè)量精度并且任何時(shí)候無(wú)需接地環(huán)，減輕了儀表體積和安裝維護(hù)的麻煩。

　二、技術(shù)原理

 

　　1.工作原理。電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計(jì)中，測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法 拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過(guò)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測(cè)量管道通過(guò)不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離。

 

　　2.測(cè)量原理。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)一導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線(xiàn)時(shí)，在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢(shì)e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的長(zhǎng)度L及導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度u成正比，如果B，L，u三者互相垂直，則：e=Blu（3-35） 。與此相仿.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速u(mài)流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)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(duì)電極則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱(chēng)分布，兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)：e=BD（3-36） 。式中，為管道截面上的平均流速.由此可得管道的體積流量為：qv=（3-37） 。由上式可見(jiàn)，體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和測(cè)量管內(nèi)徑D成線(xiàn)性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比，與其它物理參數(shù)無(wú)關(guān)，這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理。

 三、特點(diǎn)

 

　　測(cè)量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線(xiàn)性關(guān)系，因此測(cè)量精度高。測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻流件，因此沒(méi)有附加的壓力損失；測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長(zhǎng)。由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿(mǎn)磁場(chǎng)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(zhǎng)度為5倍的管道直徑。傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測(cè)液體接觸，只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料，即可耐腐蝕和耐磨損。LDE轉(zhuǎn)換器采用國(guó)際最新最先進(jìn)的單片機(jī)（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零點(diǎn)穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)定方便。點(diǎn)擊中文顯示LCD，顯示累積流量，瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等。

　　雙向測(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)正向流量、反向流量。采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質(zhì)材料，確保產(chǎn)品的性能在長(zhǎng)時(shí)候內(nèi)保持穩(wěn)定。

四、技術(shù)參數(shù)

 

　　儀表精度：管道式0.5級(jí)、1.0級(jí)；插入式2.5級(jí)

　　測(cè)量介質(zhì)：電導(dǎo)率大于5μS/cm的各種液體和液固兩相流體。

　　流速范圍：0.2～8m/s

　　工作壓力：1.6MPa

　　環(huán)境溫度：-40℃～+50℃

　　介質(zhì)溫度：聚四氟乙烯襯里≤180℃

　　橡膠材質(zhì)襯里≤65℃

　　防爆標(biāo)志：ExmibdⅡBT4

　　防爆證號(hào)：GYB01349

　　外磁干擾：≤400A/m

　　外殼防護(hù)：一體化型： IP65；

　　分離型：傳感器IP68（水下5米，僅限于橡膠襯里）；轉(zhuǎn)換器IP65

　　輸出信號(hào)：4～20mA.DC，負(fù)載電阻0～750Ω

　　通訊輸出：RS485或CAN總線(xiàn)

　　電氣連接：M20×1.5內(nèi)螺紋，φ10電纜孔

　　電源電壓：90～220V.AC、24±10%V.DC

　　最大功耗：≤10VA

　　變送器是由 勵(lì)磁電路、信號(hào)濾波放大電路、A/D采樣電路、微處理器電路、D/A電路、變送電路等組成。

五、安裝時(shí)需注意的事項(xiàng)

 

　?。?）傳感器應(yīng)安裝在干燥通風(fēng)的地方，避免潮濕、容易積水受淹的場(chǎng)所，還應(yīng)盡量避免陽(yáng)光直射和雨水直接淋澆。（2）應(yīng)盡可能避免安裝在周?chē)h(huán)境溫度過(guò)高的地方。一體型結(jié)構(gòu)的電磁流量計(jì)還受制于電子元器件環(huán)境溫度，要低些。 （3）安裝傳感器的管道上應(yīng)無(wú)較強(qiáng)的漏電流，應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備，如大機(jī)電、大變壓器等，以免引起電磁場(chǎng)干擾。（4）安裝傳感器的管道或地面不應(yīng)有強(qiáng)烈的震動(dòng)，特別是一體型儀表。（5）安裝傳感器的地點(diǎn)要考慮工作人員現(xiàn)場(chǎng)維修的空間。

 

　　六、應(yīng)用領(lǐng)域

 

　　由于電磁流量有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于化工化纖、食品、造紙、制糖、礦冶、給排水、環(huán)保、鋼鐵、石油、制藥等工業(yè)領(lǐng)域中，用來(lái)測(cè)量各種酸、堿、鹽溶液、泥漿、礦漿、紙漿、煤水漿、玉米漿、纖維漿、糖漿、石灰、乳、污水、冷卻原水、給排水、鹽水、雙氧水、啤酒、麥汁、各種飲料、黑液等導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量。

 

　　七、發(fā)展

 

　　現(xiàn)如今我國(guó)多數(shù)鋼廠(chǎng)是采用國(guó)外進(jìn)口設(shè)備與控制系統(tǒng)，但其價(jià)格高、維護(hù)困難，并且目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)的分析測(cè)定儀器設(shè)備還不能達(dá)到精度要求。因此，進(jìn)行我國(guó)自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并提高儀器設(shè)備的測(cè)量精度和質(zhì)量，降低維護(hù)費(fèi)用，是我們現(xiàn)階段以及今后自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。