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1、電磁流量計(jì)的工作原理
電磁流量計(jì)是利用電磁感應(yīng)原理制成的流量測量儀表,可用來測量導(dǎo)電液體體積流量(流速)。變送器幾乎沒有壓力損失,內(nèi)部無活動部件,用涂層或襯里容易解決腐蝕性介質(zhì)流量的測量。
檢測過程中不受被測介質(zhì)的溫度、壓力、密度、粘度、流動狀態(tài)等變化的影響,沒有測量滯后現(xiàn)象。
工作原理:
電磁流量計(jì)是電磁感應(yīng)定律的具體應(yīng)用,當(dāng)導(dǎo)電的被測介質(zhì)垂直于磁力線方向流動時(shí),在與介質(zhì)流動和磁力線都垂直的方向產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電動勢E。如圖1所示。工作原理表達(dá)式:E=BDV,式中B一表示磁感應(yīng)強(qiáng)度T;D一表示導(dǎo)管直徑,即導(dǎo)體垂直切割磁力線的長度m;V一表示被測介質(zhì)在磁場中運(yùn)動的速度m/s。感應(yīng)電勢E與被測介質(zhì)的體積流量成正比。但變送器輸出的E是一個(gè)微弱的電流信號,其中包含有各種干擾成分,而且信號內(nèi)阻變化高達(dá)幾萬n,因此,要求轉(zhuǎn)換器是一個(gè)高輸入阻抗且能抑制各種干擾成分的交流毫伏轉(zhuǎn)換器,將感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)換成420mADC統(tǒng)一信號,以供顯示、調(diào)節(jié)和控制。在現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)中,該信號送入PLC或者DCS進(jìn)行組態(tài)。
2、電磁流量計(jì)的特點(diǎn)與應(yīng)用
電磁流量計(jì)有許多特點(diǎn),應(yīng)用時(shí)對有些問題必須特別注意。
電磁流量計(jì)的特點(diǎn):
(1)測量導(dǎo)管內(nèi)無可動部件和阻流體,因而無壓損,無機(jī)械慣性,所以反應(yīng)十分靈敏。
(2)測量范圍寬,量程比一般為10:1,zui高可達(dá)100:1,流速范圍一般為1-6rn/s,也可擴(kuò)展到0.5~106m/s。流量范圍可測量每小時(shí)幾十毫升到幾十萬立方米。測量管徑范圍可從2~2400mm,甚至可達(dá)3000mm。
(3)可測含有固體顆粒、懸浮物、酸、堿鹽溶液等具有一定電導(dǎo)率的液體體積流量,也可測脈動流量,還可以進(jìn)行雙向測量。
(4)電動勢與體積流量成線性關(guān)系,因此儀表具有均勻速度,且流體的體積流量與介質(zhì)的物體、流動狀態(tài)無關(guān),所以電磁流量計(jì)只需用水標(biāo)定后即可來測量其他導(dǎo)電介質(zhì)的體積流量而不用修正。
3、電磁流量計(jì)的局限性和不足
(1)使用溫度和壓力不能太高,具有使用溫度與管道襯里的材質(zhì)發(fā)生膨脹、變形、變質(zhì)的溫度有關(guān),一般不超過120℃,zui高使用壓力取決于管道強(qiáng)度,電極部分的密封狀況以及法蘭的規(guī)格等,一般使用壓力不超過1.6MPa。
(2)應(yīng)用范圍有限,電磁流量計(jì)不能用來測量氣體、蒸汽和石油制品等非導(dǎo)電流體的流量。
(3)當(dāng)流速過低時(shí),要把與干擾信號相同數(shù)量級的感應(yīng)電動勢進(jìn)行放大和測量時(shí)比較困難的,而且儀表也容易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移,因此,電磁流量計(jì)的滿量程流速的現(xiàn)象一般不得低于0.3m/s。
(4)流速與速度分布不均勻時(shí),將產(chǎn)生較大的測量誤差,因此在電磁流量計(jì)前必須有一個(gè)適當(dāng)長度的直管段來消除各種局限阻力對流速分布對稱性的影響。
4、安裝要求及接地
(1)如果沒有大量持續(xù)不斷的漩渦進(jìn)入測量段,電磁流量計(jì)的測量就與流速分布狀態(tài)無關(guān)。但是在雙彎頭、切向流入或半開閘閥后面,可能回產(chǎn)生這種漩渦。因此建議流量調(diào)節(jié)閥安裝在電磁流量計(jì)傳感器的下游,此外,應(yīng)確保測量管段總是充滿流體。在生產(chǎn)線上使用電磁流量計(jì)時(shí),總會有人不按照要求安裝,生產(chǎn)工藝控制點(diǎn)要求高的生產(chǎn)線,必須按照要求安裝,否則電磁流量計(jì)測量不準(zhǔn)確。
(2)安裝電磁流量計(jì)傳感器時(shí),理論上安裝要求為前3DN,后2DN,DN表示管道直徑,就可以確保測量的精度。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,經(jīng)常會遇到某臺電磁流量計(jì)顯示不準(zhǔn)確,其安裝過程中把電磁流量計(jì)的傳感器沒有按照要求安裝,不符合安裝要求,傳感器安裝在管道彎頭出口不到3DN的位置,結(jié)果顯示異常。
(3)標(biāo)定時(shí)對直管段有特殊要求,要求上游直管段10DN,下游直管段5DN,表示管道直徑。
(4)傳感器的接地不久是基于安全目的,同時(shí)對于電磁流量計(jì)的*運(yùn)行是*的,傳感器的接地螺栓應(yīng)連接到地電位。對于塑料或者絕緣管線,流體的接地是通過安裝接地環(huán)來實(shí)現(xiàn),如果管道中存在雜散電勢,建議在傳感器的兩端均安裝接地環(huán)。
(5)電磁流量計(jì)可以安裝在垂直、水平或者傾斜管道上,但電極線必須保持在水平方向上,避免電極軸線處于垂直方向。
(6)在實(shí)際生產(chǎn)過程中經(jīng)常會遇到管道管徑大于傳感器口徑時(shí),可根據(jù)傳感器口徑大小在水平或者垂直管道上縮管,按照電磁流量計(jì)安裝要求進(jìn)行安裝。