EMF 宿迁电磁流量计

宿迁电磁流量计

1、电磁流量计设计基本原理：

    电磁流量计是通过利用法拉第电磁感应定律设计, 图1为电磁流量计结构示意图, 管内为导电性流体, 励磁线圈为闭合回路, 依据麦克斯韦电磁场理论, 产生工作磁场。

2、防爆电路设计：

    依据释放源存在部位、释放数量、扩散情况和通风情况等条件, 爆炸场所可分为0区、1区和2区, 对于矿用产品, 可以用于0区的产品防爆类型只有本质安全性, 对于用于0区的防爆电磁流量计, 防爆性能至关重要。

    本质安全型电气设备是指在正常运行和规定的故障条件下, 所产生的火花或者热效应均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备=, 本安电路设计时要从两方面考虑, 一是对本安和非本安部件进行隔离;二是能量限制。

    GB 3836.4—2010中要求的隔离包括爬电距离、电气间隙和接地等要求, 比如在GB 3836.4—2010表5中, 依据电压值来设计电气间隙、爬电距离以及选择合适的CTI值绝缘材料。能量限制主要涉及到元件额定值选择, 依据GB 3836.4—2010, 电路分为电阻性电路、电感性电路和电容性电路, 如图3所示。电磁流量计传感器电气部分由连个线圈组成, 包括电阻和电感, 依据GB3836.4—2010图A1中, 根据电磁流量计防爆类型和电源电压, 确定小点燃电流, 比如设计工作电压为18V的IIC类本安电路, 点燃电流为0.66A, 此外, 要是电路考虑安全系数, 若是安全系数为1.5, 则大电流应小于0.44A。根据GB 3836.4—2010图A6, 依据电压和电流, 选择合适电感值, 对于18V、0.44A的电感电路, 电感设计应在0.8mH以下。

图1电磁流量计电气部分一

    为了无论电路在正常工作状态还是故障状态, 使本安端有定压和定流输出特性, 如图4所示。选择合适二极管安全栅或者齐纳安全栅, 若励磁信号是周期性双向电流, 可以选择TVS管。

图2 电磁流量计电气部分二

3、励磁线圈仿真

    利用COMSOL仿真软件, 对弯圆形、弯菱形和马鞍型线圈进行仿真, 采用相同线圈材料材质和相同用料量, 并在相同励磁电流、励磁频率条件下, 比较励磁线圈产生的工作磁场强度分布情况。

    首先建立仿真几何模型, 如图5所示, 为弯圆形励磁线圈模型, 进行电特性、磁特性和边界条件设置, 进行网格分析划分等步骤, 后仿真可得磁场分布情况, 图6为磁力线分布, 图7为磁感应强度分布。对于弯菱形和马鞍型线圈采用相同步骤进行仿真模拟, 如图8所示, 为马鞍型励磁线圈。

图3 弯圆形励磁线圈几何模型

图4 X-Y面磁感应强度分布

    通过模拟结果可以直观得出相应空间点和面的磁场大小、磁场对称情况, 为了更好比较不同几何形态的磁场沿管中轴线方向、管轴线方向和整个区域内的均匀度情况, 设定ε1、ε2、ε33个均匀度参数, 表达式如下

    仿真结果表明, 三种形状励磁线圈磁感应强度大小关系为:马鞍形小、弯圆形大。均匀度分析表明, ε1:马鞍形小, 弯菱形大;ε2:马鞍形小, 弯菱形大;ε3:马鞍形小, 弯菱形大。因此, 磁感应强度越大, 电极收到的信号越大, 所以弯圆形效果好;由于磁场均匀度越小, 表明越均匀, 涡电流损耗和磁场边缘效应越小, 为此, 马鞍型励磁线圈效果好。

4、舰船外壳盐雾试验及防护：

    舰船用电磁流量计外壳材质一般为铸铁、铸钢和不锈钢, 海洋中盐雾浓度高、海水飞沫多造成设备腐蚀严重, 盐雾是由于氯化物的微小液滴悬浮于空气中形成的, 盐雾直接影响到设备的使用周期和可靠性, 因此, 流量计外壳应进行盐雾试验, 试验方法主要有户外暴露试验和实验室盐雾箱模拟两种, 使用标准有GB/T 2423.17—2008《电工电子产品基本环境试验规程试验Ka:盐雾试验方法》和GB/T 2423.18—2000《电工电子产品环境试验第2部分:试验试验Kb:盐雾, 交变 溶液) 》。

5、结语：

    电磁流量计由于其使用环境特殊, 因此其防爆性能和励磁系统研究至关重要, 本文对电磁流量计基本原理和防爆电路设计进行详细阐述, 并对不同形状线圈感应磁场进行了仿真模拟。

摘要：电磁流量计广泛应用于舰船、化工、石油、水泥、医药等领域, 其具有结构简单、测量范围大、精确度高等优点, 然而其使用场所环境恶劣, 为了保证其防爆性能以及降低能耗,费希奥仪表在本文中介绍了电磁流量计设计基本原理、防爆电路设计和舰船外壳盐雾试验及防护方法, 并对励磁线圈仿真, 该仿真可以作为励磁系统研究的模型, 提高电磁流量计设计效率。

0、引言：

    流量计是测量流体在一段时间内流过的体积或者质量的仪器, 对于生产过程非常关键。随着技术快速发展, 流量计种类越来越多, 比如电磁流量计、超声流量计、热式流量计以及震动流量计等, 电磁流量计以其简单的结构、可靠性高、精度高等优点, 在生产和生活中应用比例占60%以上。然而, 由于在舰船中其经常处于潮湿、腐蚀的使用环境, 为此电磁流量计的防爆性能设计和降低流量计电池耗能研究成为热点。

    -Q = A * V

    其中

    Q =流体的流速

    A =管道的横截面积/米

    V =流体的速度。

    可以观察到，在差压式流量计的情况下，流量与压降的平方根成比例。另一方面，在速度型流量计的情况下，流速与流体的速度成正比。

    流量和速度之间的这种线性关系使速度型流量计能够在很宽的范围内测量流量。根据用于测量流速的机构类型，有不同类型的流量计属于此类别。

    在流体流动中，如果产生一些障碍物，则形成涡流。形成的涡流的数量可以用于找出流体的速度，基于该速度可以计算实际流量。这些流量计的典型结构包括阻塞流体流动的阻塞物（称为粉碎棒）。由于这种阻碍，形成了涡流。在发射器和接收器换能器的帮助下测量形成的涡流数量。基于形成的涡流数计算实际流量。  

 磁流量计也是速度型流量计，符合法拉第定律。正如法拉第定律所述，当导电物质穿过磁场时，会产生电压。

    电磁流量计仅可用于测量导电流体。当所有其他参数保持恒定时，所引起的电压与流体流量成正比。根据感应电压，可以找出速度，这有助于计算流体的实际流量

    电磁流量计的一个主要应用领域是石油液体的下游应用。在某些应用中，他们正在取代正位移计。与正位移计不同，电磁流量计仪表除了管振动外没有活动部件。虽然弯管仪表会引入一些压降，但直管式仪表几乎没有压降。直管式仪表在食品饮料和制药行业的卫生应用中也表现良好。流体不会在直管仪表中积聚，因为它有时会在弯管仪表的弯曲表面上形成。

电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律，分体式电磁流量计由传感器和转换器组成，传感器安装在测量管道上，转换器被安装在离传感器30米内或100米内的场合，两者间由 屏蔽电缆 连接。分体式电磁流量计传感器主要组成部分是：测量管、电极、励磁线圈、铁芯与磁轭壳体。主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。如水、污水、泥浆、纸浆、各种酸、碱、盐溶液、食品浆液等，广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理，水利建设等领域测量高温,高湿,不便观察的环境。

二、产品特点 
1、适用于导电率大于5цs/cm导电流体的体积流量测量。 
2、测量管内无活动及阻流部件、压力损失小 
3、具有不同材质的衬里和电极有良好的防腐性能
4、不受介质、密度、粘度、温度、压力和导电率的影响
5、低频矩形波励磁、不易受干扰性、能稳定可靠
6、转换器耗能低、安装简单方便、用户不需调试
 

三、技术参数：
精度等级：±0.5％、±1％
衬里材质：聚氨脂、氯丁橡胶、聚四氟等
电极材质：不锈钢、哈氏合金、钛、铂铱合金等
连接方式：法兰夹装、法兰连接等
介质温度：0℃～70℃、0℃～130℃（0℃～180℃）
公称压力：1.0Mpa～32 Mpa
防护等级：IP65、IP68
防爆标志：ExibBT4                                                 
工作电压：220VAC、24VDC

宿迁电磁流量计

 在这种情况下，没有用于将球推向弯曲方向的力。相反，它的运动似乎是从投球器的角度弯曲的，因为参考框架在球的下方移动。这就是电磁流量计力更恰当地称为电磁流量计效应的原因。它指的是当从该移动物体的原点的角度观察时，物体经过旋转参考系的运动的明显效果。

电磁流量计如何实际工作

    电磁流量计不是采用旋转参照系，而是基于流体通过振荡管产生的惯性导致管与质量流量成比例地扭转的原理。许多电磁流量计仪表有两个管。它们通过磁线圈彼此相对地振动。磁铁和线圈组件形式的传感器安装在两个流管的入口和出口上。当线圈移动通过磁体产生的磁场时，它们以正弦波的形式产生电压。这些正弦波是测量质量流量的关键。

    在无流动条件下，入口和出口正弦波彼此同相。当流体通过管道时，管道与质量流量成比例地扭曲。基于由两个传感器形成的正弦波中发生的相移（时间差），入口和出口传感器检测到这种扭曲的量。质量流量来自入口和出口传感器形成的正弦波中的相移差异。