電磁流量計(jì)(以下簡(jiǎn)稱EMF)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。
50年代初EMF實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用,近年來世界范圍EMF產(chǎn)量約占工業(yè)流量?jī)x表臺(tái)數(shù)的5%~6.5%。
70年代以來出現(xiàn)鍵控低頻矩形波激磁方式,逐漸替代早期應(yīng)用的工頻交流激磁方式,儀表性能有了很大提高,得到更為廣泛的應(yīng)用。
原理與機(jī)構(gòu)
EMF的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng),與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì),電動(dòng)勢(shì)的方向按“弗來明右手規(guī)則”;
其值如下式式中E-----感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),即流量信號(hào),V;k-----系數(shù);
B-----磁感應(yīng)強(qiáng)度,T;D----測(cè)量管內(nèi)徑,m;---平均流速,m/s。
設(shè)液體的體積流量為,則式中K為儀表常數(shù),K=4KB/πD。
EMF由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。
傳感器典型結(jié)構(gòu),測(cè)量管上下裝有激磁線圈,通激磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過測(cè)量管;
一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁與液體相接觸,引出感應(yīng)電勢(shì),送到轉(zhuǎn)換器。
激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供。
分類
市場(chǎng)上通用型產(chǎn)品和特殊型儀表可以從不同角度分類。
如按激磁電流方式劃分,有直流激磁、交流(工頻或其他頻率)激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁。
幾種激磁方式的波形。按輸出信號(hào)連線和激磁(或電源)連線的制式分類,有四線制和二線制。
按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類,有分離型和一體型。
按流量傳感器與管道連接方法分類,有法蘭連接、法蘭夾裝連接、衛(wèi)生型連接和螺紋連接。
按流量傳感器電極是否與被測(cè)液體接觸分類,有接觸型和非接觸型。按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類,有短管型和插入型。
按用途分類,有通用型、防爆型、衛(wèi)生型、防侵水型和潛水型等。
1、測(cè)量的對(duì)象。 即測(cè)量介質(zhì)種類、壓力大小、化學(xué)性質(zhì)。如液體介質(zhì)、氣體介質(zhì),對(duì)具腐蝕性的介質(zhì)則應(yīng)選擇耐腐流量計(jì)?! ?、流量計(jì)本身性能。 上述條件確定后一般講,若價(jià)格沒有大的變化,可優(yōu)先選用針閥置于流量計(jì)上部的;有較大流通孔的,是直接流量刻度的;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的;外部尺寸較小的等等。如是小流量范圍,則可選用球浮子式,因它測(cè)量時(shí)穩(wěn)定、不易積塵、精度較高、互換性好。 3、根據(jù)價(jià)格選用。 一般講,精度高的價(jià)格高。要根據(jù)測(cè)量目的選用儀表精度等級(jí),如只須控制測(cè)量介質(zhì)通過量,經(jīng)試運(yùn)行調(diào)整,以后需始終穩(wěn)定這個(gè)通過量,那么精度就是次要。
電磁流量計(jì)是一種高精度、高可靠和使用壽命長(zhǎng)的流量?jī)x表。
其被測(cè)流體不應(yīng)含有較多的鐵磁性物質(zhì)或氣泡,應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體的溫度、壓力、腐蝕性、磨損性等特性選擇相應(yīng)的壓力等級(jí)、襯里材料、電極材料及儀表結(jié)構(gòu)形式。
常見的故障大致上可分為兩類:調(diào)試期故障(安裝不到位),正常運(yùn)行中出現(xiàn)的故障。
安裝方面主要問題:傳感器安裝在易積聚氣體的管系*高點(diǎn)。
安裝在自上而下的垂直管上,可能會(huì)出現(xiàn)一些排空。傳感器后背壓,流體直接排入大而形成測(cè)量管內(nèi)非滿管。
如果從環(huán)境的角度來思考的話,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可以采取良好的單獨(dú)接地保護(hù),但如遇到強(qiáng)大的雜散電流;
要采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣,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)。
如果電磁流量計(jì)中出現(xiàn)小氣泡,當(dāng)氣泡越大,儀表輸出信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng),基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);
如果是測(cè)量混合介質(zhì)的話,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)。