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電磁流量計(jì)工作原理及應(yīng)用,,一、電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理二、電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)三、故障判斷和處理四、注意事項(xiàng)五、選型規(guī)則,原理：電磁流量計(jì)測(cè)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(cè)量導(dǎo)電流體平均速度而顯示流量的流量計(jì),一、電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理,一、電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理,法拉第定律：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比。,一、電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理,Ex=BDv－－－－－-式（1）Ex—感應(yīng)電勢(shì)，V；B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，TD—管道內(nèi)徑，mv—液體的平均流速，m/s,一、電磁流量計(jì)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（πD）/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(qiáng)度B不變時(shí)，被測(cè)體積流量與感應(yīng)電勢(shì)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(shì)Ex，測(cè)量此電勢(shì)的大小，就可求得體積流量,一、電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理,需要說明的是，要使式嚴(yán)格成立，必須使電磁流量計(jì)測(cè)量條件滿足下列假定：①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布;③被測(cè)液體是非磁性的;④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。,一、電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理,結(jié)構(gòu),,電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測(cè)量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。,,,電磁感應(yīng),,電勢(shì)轉(zhuǎn)換,,信號(hào)放大,,顯示儀表,,,,,變送器,被測(cè)介質(zhì),,,一、電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理,二、電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn),電磁流量計(jì)（EMF）的特點(diǎn)：一.優(yōu)點(diǎn)1.EMF的測(cè)量通道是一段無阻流檢測(cè)件的光滑直管，因不易阻塞適用于測(cè)量含有固體顆粒或纖維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。2.EMF不產(chǎn)生因檢測(cè)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(duì)于要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合。3.EMF所測(cè)得的體積流量，實(shí)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(cè)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(hào)儀表可在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需要擴(kuò)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(shí)流標(biāo)定。6.EMF的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，從幾毫米到3m。可測(cè)正反雙向流量，也可測(cè)脈動(dòng)流量，只要脈動(dòng)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(diǎn)1.EMF不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機(jī)溶劑等。不能測(cè)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(hào)儀表用于過低于室溫的液體，因測(cè)量管外凝露（或霜）而破壞絕緣。,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(diǎn)；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(cè)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(qiáng)電磁波干擾，大型電機(jī)磁場(chǎng)干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果，但如遇到強(qiáng)大的雜散電流(如電解車間管道，有時(shí)在兩電極上感應(yīng)的交流電勢(shì)峰值Vpp可高達(dá)1V)，尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等。空間電磁波干擾一般經(jīng)信號(hào)電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)。3)流體方面被測(cè)液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計(jì)的正常工作，但隨著氣泡的增大，儀表輸出信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，若氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí)，隨著氣泡流過電極會(huì)使電極回路瞬間斷路而使輸出信號(hào)出現(xiàn)更大的波動(dòng)。低頻方波勵(lì)磁的電磁流量計(jì)測(cè)量固體含量過多漿液時(shí)，也將產(chǎn)生漿液噪聲，使輸出信號(hào)產(chǎn)生波動(dòng)。測(cè)量混合介質(zhì)時(shí)，如果在混合未均勻前就進(jìn)入流量傳感進(jìn)行測(cè)量，也將使輸出信號(hào)產(chǎn)生波動(dòng)。電極材料與被測(cè)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(cè)量。應(yīng)根據(jù)儀表選用或有關(guān)手冊(cè)正確選配電極材料。,三、故障判斷和處理,2.運(yùn)行期故障運(yùn)行期故障是電磁流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)的故障，常見的運(yùn)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(jì)常用來測(cè)量臟污流體，運(yùn)行一段時(shí)間后，常會(huì)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(shí)清除電磁流量計(jì)測(cè)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(lì)磁線圈或傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號(hào)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(jì)工作正常，此時(shí)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(yùn)行期間出現(xiàn)新的干擾源(如在流量計(jì)附近管道上進(jìn)行電焊，附近安裝上大型變壓器等)，就會(huì)干擾儀表的正常工作，流量計(jì)的輸出輸出信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng),四、注意事項(xiàng),1、精度等級(jí)和功能根據(jù)測(cè)量要求和使用場(chǎng)合選擇儀表精度等級(jí)，做到經(jīng)濟(jì)合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計(jì)量的場(chǎng)合，應(yīng)該選擇精度等級(jí)高些，如1.0級(jí)、0.5級(jí)，或者更高等級(jí);用于過程控制的場(chǎng)合，根據(jù)控制要求選擇不同精度等級(jí);有些僅僅是檢測(cè)一下過程流量，無需做精確控制和計(jì)量的場(chǎng)合，可以選擇精度等級(jí)稍低的，如1.5級(jí)、2.5級(jí)，甚至4.0級(jí)，這時(shí)可以選用價(jià)格低廉的插入式電磁流量計(jì)。,四、注意事項(xiàng),2、測(cè)量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑測(cè)量一般的介質(zhì)時(shí)，電磁流量計(jì)的滿度流量可以在測(cè)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(cè)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(shí)或者在此流速下測(cè)量準(zhǔn)確度不能保證時(shí)，需要縮小儀表口徑，從而提高管內(nèi)流速，得到滿意測(cè)量結(jié)果。,四、注意事項(xiàng),3、盡量避開鐵磁性物體及具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備，以免磁場(chǎng)影響傳感器的工作磁場(chǎng)和流量信號(hào)。,四、注意事項(xiàng),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(duì)濕度小于85%,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(jì)，則可根據(jù)流母范圍和流速來選擇口徑。對(duì)于電磁流量計(jì)來說，流速以2-4m/s較為適宜。在特殊情況下.如液體中帶有固體顆粒，考慮到磨損的情況，可選常用流速≤3m/s,對(duì)于易附管壁的流體，可選用流速≤2m/s,流速確定以后，可根據(jù)來確定變送器口徑。,五、選型規(guī)則,變送器的量程可以根據(jù)兩條原則來選擇:一是儀表滿量程大于預(yù)計(jì)的最大流最值二是正常流址大于儀表滿量程的50%，以保證一定的測(cè)量精度。,