工作原理
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小,可测流量范围大。大流量与小流量的比值一般为20:1以上,适用的工业管径范围宽,大可达3m,输出信号和被测流量成线性,度较高,可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。
当导体在磁场中作切割磁力线运动时,在导体中会产生感应电势,感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理,导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时,也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定,感应电势的大小由下式确定:
Ex=BDv-----------------式(1)
式中Ex—感应电势,V;
B—磁感应强度,T
D—管道内径,m
v—液体的平均流速,m/s
然而体积流量qv等于流体的流速v与管道截面积(πD²)/4的乘积,将式(1)代入该式得:
Qv=(πD/4B)* Ex ---------式(2)
由上式可知,在管道直径D己定且保持磁感应强度B不变时,被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极,就可引入感应电势Ex,测量此电势的大小,就可求得体积流量。
据法拉第电磁感应原理,在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极,当导电液体沿测量管轴线运动时,导电液体切割磁力线产生感应电势,此感应电势由两个检测电极检出,数值大小与流速成正比例,其值为:
E=B·V·D·K
式中: E-感应电势;
K-与磁场分布及轴向长度有关的系数;
B-磁感应强度;
V-导电液体平均流速;
D-电极间距;(测量管内直径)
传感器将感应电势E作为流量信号,传送到转换器,经放大,变换滤波等信号处理后,用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA输出,报警输出及频率输出,并设有RS-485等通讯接口,并支持HART和MODBUS协议。
注:不同电磁流量计参数略有差异,使用时请务必查看说明书。
根据法拉第电磁感应定律,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v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则可以,只要管道内流速分布为轴对称分布,两电极之间产生感生电动势:
e=KBDv (3-36)
式中,v为管道截面上的平均流速,k为仪表常数。由此可得管道的体积流量为:
qv= πeD/4KB (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,必须使电磁流量计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。
注意事项:
1、 精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级,做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合,应该选择精度等级高些,如1.0级、0.5级,或者更高等级; 用于过程控制的场合,根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量,无需做控制和计量的场合,可以选择精度等级稍低的,如1.5级、2.5级,甚至 4.0级,这时可以选用价格低廉的插入式电磁流量计。
2、测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时,电磁流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用,范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同,应视测量流量范围是否 在流速范围内确定,即当管道流速偏低,不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时,需要缩小仪表口径,从而提 高管内流速,得到满意测量结果。
3、尽量避开铁磁性物体及具有强电磁场的设备,以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信号。
4、应尽量安装在干燥通风之处,避免日晒雨淋,环境温度应在-20~+60℃,相对湿度小于85%。
5、流量计周围应有充裕的空间,便于检测与维修。
仪表安装
方法
电磁流量计简单说是由流量传感器变送器组成的。电磁流量计的安装要求是一定要安装在管路的低点或者管路的垂直段,但是一定是在满管的情况下,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。
电磁流量计的测量原理不依赖流量的特性,如果管路内有一定的湍流与漩涡产生在非测量区内(如:弯头、切向限流或上游有半开的截止阀)则与测量无关。如果在测量区内有稳态的涡流则会影响测量的稳定性和测量的精度,这时则应采取一些措施以稳定流速分布:
1. 增加前后直管段的长度
2. 采用一个流量稳定器
3. 减少测量点的截面。
1.对外部环境的要求
1.1.流量计应避免安装在温度变化很大或受到设备高温的场所,若必须安装时,须有隔热、通风的措施。
1.2.流量计好安装在室内,若必须安装于室外,应避免雨水淋浇,积水受淹及太阳暴晒,须有防潮和防晒措施。
1.3.流量计应避免安装在含有腐蚀性气体的环境中,必须安装时,须有通风措施。
1.4.为了安装、维护、保养方便,在流量计周围需有充裕的安装空间。
1.5.流量计安装场所应避免有磁场及强振动源,如管道振动大,在流量计两边应有固定管道的支座。
1. 2. 管道式电磁流量计
2.1.对直段的要求
为了改善涡流与流场畸变的影响,流量计安装的前、后直管段长度有一定要求,否则会影响测量精度(也可安装整流器,尽量避免在靠近调节阀和半开阀门之后安装)。
2.2.对工艺管的要求
流量计对安装点的上、下游工艺管有一定的要求,否则影响测量精度。
a.上、下游工艺管的内径与传感器的内径相同,并应满足:0.98DN≤D≤1.05DN(式中DN:传感器内径,D:工艺管内径)
b.工艺管与传感器必须同心,同轴偏差应不大于0.05DN
2.3.旁通管的要求
为了方便检修流量计,好为流量计安装旁通管,另外,对重污染流体及流量计需清而流体不能停止的,必须安装旁通管。
a.方便流量计的检修
b.对重污染流体必须安装
c.流体不能停止而流量计需清洗
3.插入式电磁流量计安装要求
3.1.对直管段的要求
/出口直管段:应≥10×DN;出口应≥5×DN
3.2.对接地点要求
为了使仪表可靠的工作,提高测量精度,不受外界寄生电势的干扰/传感器应有良好的接地,接地电阻小于10.(若金属管道接地良好时,无须专设接地装置)3.3 对安装位置要求如图所示
插入电磁流量计根据现场管路情况不一,不加装球阀的流量计,应在不带压倒管路上安装(即不带压安装可选择不加装球阀的流量计),在管道上开孔直径50,准备把连接焊管焊接在管道的开孔上;对于要求不断流装卸或不允许介质溢出的场合,须加装球阀,即选择带球阀结构的插入式电磁流量计;在管道上开孔直径50,准备把连接焊管焊接在管道的开孔上。
插入式电磁流量计选型
测量范围 : 推荐使用范围: 0.5m/s~10m/s连续可调 。大使用范围:0.2m/s~15m/s连续可调
信号输出:1、开关量可设为: 脉冲输出(高1000HZ);高 /低流量报警;空管报警;流量方向示意;
故障报警;2、电流输出:4-20mA输出
组态方式:1、通过三个手动键现场组态。 2、通过现场组态。 3、通过手操器进行现场组态。
记忆:EEPROM不会消失之记忆体,无需电池保存。
说明
电磁流量计广泛应用于污水,氟化工,生产用水,自来水行业以及医药,钢铁等等诸多方面。由于原理决定了它只能测导电液体。虽说它在可靠性和稳定性方面都比其它种类的流量计要好许多,但客户在实际使用过程中,还是会发生一些问题,下面我就电磁流量计在选型和安装上详细说一下:
一,和其它流量计一样,虽然电磁流量计它的测量范围比是30:1,比涡街流量计和差压式流量计都要高,但也是有限制的,许多客户定表时,常常把它和水表相比较,以为可以测量很低的流速,一般情况下,它只能测0.1m/s.低于此流速电磁流量计就很难正确测量。所以定货初期对流量范围比要搞清楚。定货时不能按原先管道口径来定货,好按你实际流量来定仪表口径。
二,和其它流量计一样,电磁流量计对安装前后直管道也有要求,只不过比其它类流量计要求更低,但关健一点要满足:就是满管,再满管。不满管的情况下容易引起流量计乱跳:
三,和其它流量计一样,电磁流量计也有防护等级,一般一体式的防护等级为IP65,分体式的为IP68(针对传感器而言),如果客户对仪表安装环境有要求,安装地点在地下阴井或其它一些潮湿的地方,建议客户选用分体式的。以免选错对仪表造成损害。
四,电磁流量计可以测腐蚀性液体,但定货初期客户要正确提供其它测量介质属性,以免选型时对电极选型上的错误,导致传感器在后期使用过程中报废,给客户带来不便和经济上的损失。
五,电磁流量计虽说可靠性比较好,一般情况下不会损坏,但由于其原理决定,传感器电极表面一直和液体接触,时间久了,电极表面比较容易受污染。所以电磁流量计一般情况下,客户有条件拆的情况下,建议一年到一年半之间拆出来清洗一次电极以保证流量计整机的测量精度。任何仪器仪表都是需要“保养”的,电磁流量计也不例外。
六,在主管线是垂直管线时,一般情况下,要求水流是自下而上,尽量不要自上而下。后者容易引起流量波动比较大。安装除了满管以外,这点也是很重要的,其次就是前后直管道的距离了。
选择便于维修,活动方便的地方。流量计应安装在水泵后端,决不能在抽吸侧安装;阀门应安装在流量下游侧。
卫生型电磁流量计工作原理:
卫生型电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表,采用单片机嵌入式技术,实现数字励磁,同时在电磁流量计上采用CAN现场总线,属国内首创,技术达到国内水平。除可测量一般导电液体的流量外,还可测量液固两相流,高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等行业。
产品特点:
管道内无可动部件,无阻流部件,测量中几乎没有附加压力损失。
测量结果与流速分布,流体压力,温度、密度、粘度等物理参数无关。
在现场可根据用户实际需要在线修改量程。
高清晰度背光LCD显示,全中文菜单操作,使用方便,操作简单,易学易懂。
采用SMD器件和表面贴装(SMT)技术,电路可靠性高。
采用16位嵌入式微处理器,运算速度快精度高,可编程频率低频矩形波励磁,提高了流量测量的稳定性。
全数字量处理,抗干扰能力强,测量可靠,精度高,流量测量范围可达150:1
EM1开关电源,适用电源电压变化范围大,抗EMC性能好。
具有RS485 、RS232 、Hart和Modbus等数字通讯信号输出。
具有自检与自论断功能,提供传感器无端非线性修正功能。
断电保护,流量计的运算结果和用户设定的参数在断电后不会消失,EEPROM可保护设定参数和累积值
转换器和传感器具有多种防护登记及安装方式,有适用于潜水安装的IP68等级。
技术参数:
◆公称通径:DN6-DN2200
◆测量介质:各种液体和液固两相流体。
◆流速范围:0.2~8m/s
◆工作压力:1.6-4.0MPa
◆环境温度:-40℃~+50℃
◆介质温度:聚四氟乙烯衬里≤180℃
◆橡胶材质衬里≤65℃
◆仪表精度:管道式0.5级、1.0级;
◆防爆标志:ExmibdⅡBT4
◆防爆证号:GYB01349
◆外磁干扰:≤400A/m
◆外壳防护:一体化型: IP65;
◆分 离 型: 传感器IP68(水下5米,于橡胶衬里)
◆转换器IP65
◆输出信号:4~20mA.DC,负载电阻0~750Ω
◆通讯输出:RS485 、RS232 、Hart和Modbus等数字通讯信号输出
◆电气连接:M20×1.5内螺纹,φ10电缆孔
◆电源电压:90~220V.AC、24±10%V.DC
◆大功耗:≤10VA
江苏肯创仪表有限公司办公室位于周的故乡淮安,淮安 金湖县闵桥工业集中区建设西路16号,于2014年12月23日在金湖县市场监督管理局注册成立,注册资本为1000万元,在公司发展壮大的4年里,我们始终为客户提供好的产品和技术支持、健全的服务,我公司主要经营仪器仪表、电线电缆、线缆桥架、电子产品、阀门、泵、化工产品(除危险化学品)、机电设备销售;热电偶、热电阻、数显仪、双金属温度计生产、销售。(依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动),我们有好的产品和的销售和技术团队,我公司属于淮安仪表公司行业,如果您对我公司的产品服务有兴趣,期待您在线留言或者来电咨询