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    电磁流量计工作原理作用,智能电磁流量计结构示意图【知名厂家电磁流量计5年质保】

电磁流量计工作原理作用,智能电磁流量计结...

发布时间:2018-12-28  来源:福建阀门  编辑:标光阀门

电磁流量计工作原理作用,智能电磁流量计结构示意图【知名厂家】

     电磁流量计(Eletromagnetic Flowmeters,简称EMF)是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的,用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点,电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量,如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;电磁流量计各种浆液流量测量,形成了独特的应用领域。
    在结构上,电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上,它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号,并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方,它将传感器送来的流量信号进行放大,并转换成流量信号成正比的标准电信号输出,以进行显示,累积和调节控制。
电磁流量计结构图 
电磁流量计的基本原理
(一)测量原理
    根据法拉第电磁感应定律,当一导体在磁场中运动切割磁力线时,在导体的两端即产生感生电势e,其方向由右手定则确定,其大小与磁场的磁感应强度B,导体在磁场内的长度L及导体的运动速度u成正比,如果B, L,u三者互相垂直,则
e=Blu       (3-35)
与此相仿.在磁感应强度为B的均匀磁场中,垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道,当导电液体在管道中以流速u流动时,导电流体就切割磁力线.如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极(图3—17)则可以证明,只要管道内流速分布为轴对称分布,两电极之间也特产生感生电动势:
e=BD        (3-36)
式中,为管道截面上的平均流速.由此可得管道的体积流量为:
qv=πDUˉ=   (3-37)
由上式可见,体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系,与磁场的磁感应强度B成反比,与其它物理参数无关.这就是电磁流量计的测量原理.
需要说明的是,要使式(3—37)严格成立,必须使测量条件满足下列假定:
①磁场是均匀分布的恒定磁场;
②被测流体的流速轴对称分布;
③被测液体是非磁性的;
④被测液体的电导率均匀且各向同性。
图3-17电磁流量计原理简图
电磁流量计工作原理图 
1-磁极;2-电极;3-管道
(二)励磁方式
    励磁方式即产生磁场的方式.由前述可知,为使式(3—37)严格成立,第一个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场.为此,就需要选择一种合适的励磁方式。目前,一般有三种励碰方式,即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁.现分别予以介绍.
1.直流励磁
    直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁,它能产生一个恒定的均匀磁场.这种直流励磁变送器的大优点是受交流电磁场干扰影响很小,因而可以忽略液体中的自感现象的影响.但是,使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化,即电解质在电场中被电解,产生正负离子.在电场力的作用下,负离子跑向正极,正离子跑向负极.如图3—18所示.这样,将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围,严重影响电磁流量计的正常工作.所以,直流励磁一般只用于测量非电解质液体,如液态金属等.
图3-18直流励磁方式
电磁流量计直流励磁方式 
2.交流励磁
    目前,工业上使用的电磁流量计,大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式,即它的磁场是由正弦交变电流产生的,所以产生的磁场也是一个交变磁场.交变磁场变送器的主要优点是消除了电极表面的极化于扰.另外,由于磁场是交变的,所以输出信号也是交变信号,放大和转换低电平的交流信号要比直流信号容易得多. 
如果交流磁场的磁感应强度为
B=Bm sint             (3-38)
则电极上产生的感生电动势为
e=Bm Dsint            (3-39)
被测体积流量为
qv= D                  (3-40)
式中Bm――磁场磁感应强度的大值;
――励磁电流的角频率,=2f;
t――时间;
f――电源频率.
由式(3-40)可知,当测量管内径D不变,磁感应强度Bm为一定值时,两电极上输出的感生电动势e与流量qv成正比.这就是交流磁场电磁流量变送器的基本工作原理.
    值得注意的是,用交流磁场会带来一系列的电磁干扰问题.例如正交干扰.同相干扰等,这些干扰信号与有用的流量信号混杂在一起.因此,如何正确区分流量信号与干扰信号,并如何有效地抑制和排除各种干扰信号,就成为交流励磁电磁流量计研制的重要课题。
3.低频方波励磁
    直流励磁方式和交流励滋方式各有优缺点,为了充分发挥它们的优点,尽量避免它们的缺点,70年代以来,人们开始采用低频方波励磁方式.它的励磁电流波形如图3—19所示,其频率通常为工频的1/4-l/10.
图3-19方波励磁电流波形
电磁流量计方波励磁电流波形 
    从图3-19可见,在半个周期内,磁场是恒稳的直流磁场,它具有直流励磁的特点,受电磁干扰影响很小.从整个时间过程看,方波信号又是一个交变的信号,所以它能克服直流励滋易产生的极化现象.因此,低频方波励磁是一种比较好的励磁方式,目前已在电磁流量计上广泛的应用.概括一下,电磁流量计具有如下几个优点:
①电磁流量计能避免交流磁场的正交电磁干扰;
②电磁流量计消除由分布电容引起的工频干扰;
③电磁流量计抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流;
④电磁流量计排除直流励磁的极化现象.

解剖智能电磁流量计的结构及每个部件的作用
  智能电磁流量计作为一种在工业生产中用于管道液体流量测量仪表,其优越的方便性和稳定性得到用户的广泛接受,现已成为使用量特别巨大的流量测量计之一。我们知道,用于流量测量的仪表类型有很多种,每一种流量计工作时所遵循的原理和技术也不尽相同,智能电磁流量计也一样,要使其能够发挥其稳定的性能,得到生产中所需要的测量数据,需要满足仪表正常工作基本条件,当然理想的测量环境只能在实验室得到,现场安装和测量时,工状条件各不一样,其对于测量结果的影响差异也很不一样。因此,我们就需要对于设备的结构和工作情况了解越深入和详细,对于测量工作的才能做得越好。
  无论哪一种类型的管道测量的仪表,其对于管道和安装的基本的要求是保证液体介质的满管状态,配合满管状态的安装要求是一定要将电磁流量计安装在管路的低点或者管路的垂直段。对直管段要求是前5D后3D,这样才能保证电磁流量计的使用和对精度的要求。
   智能电磁流量计的结构主要包括以下几个部件:转换器、磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和等部分组成,仪表就是通过这几个部件完美的配合而成为一完整的测量系统。流量仪表看起来简单,实际涉及到的东西并不简单,我们要完全掌握这方面的知识那也并不容易事,因此作为一个仪表从业者,我们要从产品工作原理和组成结构循序渐时,一点一滴积累这方面知识,终当面对出现的各种问题和难题时,才会从容不迫地加以解决。以下则是本文对于电磁流量计各个组成部份的逐一介绍:
电磁流量计
   智能电磁流量计转换器作用:此部件是流量仪表的核心部件,所以的数值都是由它来完成,由液体流动产生的感应电势信号十分微弱,受各种干扰因素的影响很大,就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。其任务是把电极检测到的感应电势信号Ex经放大转换成统一的标准直流信号,它通过将信号处理转换成我们需要瞬时和累积流量数据
智能电磁流量计磁路系统作用:是产生均匀的直流或交流磁场。直流磁路用磁铁来实现,其优点是结构比较简单,受交流磁场的干扰较小,但它易使通过测量导管内的电解质液体极化,使正电极被负离子包围,负电极被正离子包围,即电极的极化现象,并导致两电极之产蝗内阻增大,因而严重影响仪表正常工作。当管道直径较大时,磁铁相应也很大,笨重且不经济,所以电磁流量计一般采用交变磁场,且是50HZ工频电源激励产生的。智能电磁流量计主要部件介绍 
智能电磁流量计测量导管作用:它是仪表的一个外围部件,它的材质选择也会对信号产生不同影响,是让被测导电性液体通过。为了使磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路,测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成,可选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、铝等。所以我们要根据不同介质,不同压力,不同腐蚀性来选择不同材质。 
智能电磁流量计电极作用:此部件由于直接与介质接触,因此它的材质需要能满足介质测量要求,通过无腐蚀性介质选择不狙钢材质,其它的腐蚀性介绍,我们需要来选择钽,HC,HB,钛或铂,电极是引出和被测量成正比的感应电势信号。电极一般用非导磁的不锈钢制成,且被要求与衬里齐平,以便流体通过时不受阻碍。它的安装位置宜在管道的垂直方向,以防止沉淀物堆积在其上面而影响测量精度。 
智能电磁流量计衬里作用:衬里主要有四氟和橡胶2种,腐蚀性介质通常选择四氟,衬里在测量导管的内侧及法兰密封面上,有一层完整的电绝缘衬里。它直接接触被测液体,是增加测量导管的耐腐蚀性,防止感应电势被金属测量导管管壁短路。衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
智能电磁流量计的安装时须注意接地环的作用:智能电磁流量计的感应信号电压很小,容易受噪声的影响,因此流量计必须良好接地,都配有接地环,其作用是通过与液体接触,建立液体接地,并且保护内衬,只有这样才能保证传感器的基准电位、转换器/放大器的基准电位都与被测液体电位相同,也与地电位相同,减少噪声对测量结果的影响。智能电磁流量计一定要单独接地,因为若与其他仪表或电气装置共同接地,接地线中的漏电流对测量信号将产生串模干扰,严重时流量计将无法工作。另外,接地点应远离大型用电器,避免地电流串入流量计,造成干扰源。
其他须关注的环节:
在安装过程中还应注意:焊接时千万不可碰伤流量计里面的电极和橡胶衬里(电极一般为两粒白色金属点),安装流量计时,法兰之间应加橡胶垫圈,以防漏水。阴雨天应避免室外接线。为了使现场使用的流量仪表获得与实流校验相同的精度,一定要满足规定的流动条件。电磁流量计工作时要求上游流体均匀流动,下游配管件的扰动不会上溯影响测量值,即要求一定长度上下游直管段。



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