電磁流量計工作原理與應(yīng)用

一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理二、電磁流量計的優(yōu)點三、故障判斷和處理四、注意事項五、選型規(guī)則第一頁，共18頁。

原理：電磁流量計測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在非磁性管道中，利用測量導(dǎo)電流體平均速度而顯示流量的流量計一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理第二頁，共18頁。一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理法拉第定律：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運動時，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電勢的大小與導(dǎo)體在磁場中的有效長度及導(dǎo)體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。第三頁，共18頁。一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理Ex=BDv－－－－－-式（1）Ex—感應(yīng)電勢，V；B—磁感應(yīng)強度，TD—管道內(nèi)徑，mv—液體的平均流速，m/s第四頁，共18頁。一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理然而體積流量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(yīng)強度B不變時，被測體積流量與感應(yīng)電勢呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極，就可引入感應(yīng)電勢Ex，測量此電勢的大小，就可求得體積流量第五頁，共18頁。一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理需要說明的是，要使式嚴格成立，必須使電磁流量計測量條件滿足下列假定：①磁場是均勻分布的恒定磁場;②被測流體的流速軸對稱分布;③被測液體是非磁性的;④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。第六頁，共18頁。一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理結(jié)構(gòu)第七頁，共18頁。電磁流量計的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。第八頁，共18頁。

電磁感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)換信號放大顯示儀表變送器被測介質(zhì)一、電磁流量計結(jié)構(gòu)與原理第九頁，共18頁。二、電磁流量計的優(yōu)點

電磁流量計（EMF）的特點：一.優(yōu)點1.EMF的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管，因不易阻塞適用于測量含有固體顆?；蚶w維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。2.EMF不產(chǎn)生因檢測流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力，節(jié)能效果顯著，對于要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合。3.EMF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。4.與其他大部分流量儀表相比，前置直管段要求較低。5.EMF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。6.EMF的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，從幾毫米到3m?？蓽y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。7.易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于腐蝕性流體。二.缺點1.EMF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。2.通用型EMF由于襯里材料和電氣絕緣材料限制，不能用于較高溫度的液體；有些型號儀表用于過低于室溫的液體，因測量管外凝露（或霜）而破壞絕緣。第十頁，共18頁。三、故障判斷和處理1)安裝方面通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管系最高點；或安裝在自上而下的垂直管上，可能出現(xiàn)排空；或傳感器后無背壓，流體直接排入大氣而形成測量管內(nèi)非滿管。2)環(huán)境方面通常主要是管道雜散電流干擾，空間強電磁波干擾，大型電機磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨接地保護就可獲得滿意結(jié)果，但如遇到強大的雜散電流(如電解車間管道，有時在兩電極上感應(yīng)的交流電勢峰值Vpp可高達1V)，尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等?？臻g電磁波干擾一般經(jīng)信號電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護。3)流體方面被測液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計的正常工作，但隨著氣泡的增大，儀表輸出信號會出現(xiàn)波動，若氣泡大到足以遮蓋整個電極表面時，隨著氣泡流過電極會使電極回路瞬間斷路而使輸出信號出現(xiàn)更大的波動。低頻方波勵磁的電磁流量計測量固體含量過多漿液時，也將產(chǎn)生漿液噪聲，使輸出信號產(chǎn)生波動。測量混合介質(zhì)時，如果在混合未均勻前就進入流量傳感進行測量，也將使輸出信號產(chǎn)生波動。電極材料與被測介質(zhì)選配不當(dāng)，也將由于化學(xué)作用或極化現(xiàn)象而影響正常測量。應(yīng)根據(jù)儀表選用或有關(guān)手冊正確選配電極材料。第十一頁，共18頁。三、故障判斷和處理2.運行期故障運行期故障是電磁流量計經(jīng)調(diào)試并正常運行一段時期后出現(xiàn)的故障，常見的運行期故障一般由流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊以及環(huán)境條件變化等因素引起。1)傳感器內(nèi)壁附著層由于電磁流量計常用來測量臟污流體，運行一段時間后，常會在傳感器內(nèi)壁積聚附著層而產(chǎn)生故障。這些故障往往是由于附著層的電導(dǎo)率太大或太小造成的。若附著物為絕緣層，則電極回路將出現(xiàn)斷路，儀表不能正常工作；若附著層電導(dǎo)率顯著高于流體電導(dǎo)率，則電極回路將出現(xiàn)短路，儀表也不能正常工作。所以，應(yīng)及時清除電磁流量計測量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。2)雷電打擊雷擊容易在儀表線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流，使儀表損壞。它主要通過電源線或勵磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號線等途徑引入，尤其是從控制室電源線引入占絕大部分。3)環(huán)境條件變化在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好(例如沒有干擾源)，流量計工作正常，此時往往容易疏忽安裝條件(例如接地并不怎么良好)。在這種情況下，一旦環(huán)境條件變化，運行期間出現(xiàn)新的干擾源(如在流量計附近管道上進行電焊，附近安裝上大型變壓器等)，就會干擾儀表的正常工作，流量計的輸出輸出信號就會出現(xiàn)波動第十二頁，共18頁。四、注意事項1、精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精度等級，做到經(jīng)濟合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計量的場合，應(yīng)該選擇精度等級高些，如1.0級、0.5級，或者更高等級;用于過程控制的場合，根據(jù)控制要求選擇不同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做精確控制和計量的場合，可以選擇精度等級稍低的，如1.5級、2.5級，甚至4.0級，這時可以選用價格低廉的插入式電磁流量計。第十三頁，共18頁。四、注意事項2、測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑測量一般的介質(zhì)時，電磁流量計的滿度流量可以在測量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi)選用，范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一定與工藝管道相同，應(yīng)視測量流量范圍是否在流速范圍內(nèi)確定，即當(dāng)管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準確度不能保證時，需要縮小儀表口徑，從而提高管內(nèi)流速，得到滿意測量結(jié)果。第十四頁，共18頁。四、注意事項3、盡量避開鐵磁性物體及具有強電磁場的設(shè)備，以免磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號。第十五頁，共18頁。四、注意事項4、應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處，避免日曬雨淋，環(huán)境溫度應(yīng)在-20～+60℃，相對濕度小于85%第十六頁，共18頁。五、選型規(guī)則口徑與量程的選擇變送器口徑通常選用與管道系統(tǒng)和同的口徑。如果份道系統(tǒng)有待設(shè)計，則可根據(jù)流母范圍和流速來選擇口徑。對于電磁流量計來說，流速以2-4m/s較為適宜。在特殊情況下.如液體中帶有固體