浅谈电磁流量计的工作原理_电磁流量计工作原理
浅谈电磁流量计On the Electromagnetic Flowmeters
摘.. 要: 对电磁流量计工作原理、结构、安装方式、优点、存在不足及应用进行了详细介绍, 对使用中误差生成原因进行了分析, 提出了电磁流量计选型原则并对其研发趋势进行了预测。
关键词: 原理; 优点; 选型; 精度
.. .. 电磁流量计( Elet romagnetic Flowmeters, 简称EMF) 是随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。它是根据法拉第电磁感应定律制成的, 主要用来测量导电液体体积流量。目前广泛地应用于工业过程中各种导电液体的流量测量, 如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质及各种浆液流量测量, 形成了*的应用领域。其工作原理是: 根据法拉第电磁感应定律, 当一导体在磁场中切割磁力线运动时, 在导体的两端即产生感生电动势, 其方向由右手定则确定, 其大小与磁场的磁感应强度, 导体在磁场内的长度及导体的运动速度成正比。与此相仿, 在均匀磁场中, 垂直于磁场方向放一个不导磁管道, 当导电液体在管道中流动时, 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证明, 只要管道内流速分布为轴对称分布, 两电极之间也特产生感生电动势, 这就是电磁流量计的测量原理。
电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成, 传感器安装在工业管道上, 它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电动势信号, 并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方, 它将传感器送来的流量信号进行放大, 并转换成流量信号成正比的标准电信号输出, 以进行显示、累积和调节控制。
电磁流量计的主要优点如下:
( 1) 传感器结构简单, 测量管内没有可动部件, 也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失, 是流量计中运行能耗的流量仪表之一。
( 2) 可测量脏污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部*流动部件, 与被测流体接触的只是测量管内衬和电极, 其材料可根据被测流体的性质来选择。例如, 用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做内衬, 可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质; 采用耐磨橡胶做内衬, 就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体。
( 3) 电磁流量计是一种体积流量测量仪表, 在测量过程中, 它不受被测介质的温度、粘度、密度以及电导率( 在一定范围) 的影响。因此, 电磁流量计只需经水标定后, 就可用来测量其它导电性液体的流量。
( 4) 电磁流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比, 而与对称分布下的流动状态( 层流或湍流) 无关。所以电磁流量计的量程范围极宽, 其测量范围度可达100: 1, 有的甚至达1000: 1 的可运行流量范围。
( 5) 电磁流量计无机械惯性, 反应灵敏, 可以测量瞬时脉动流量, 也可测量正反两个方向的流量。
( 6) 工业用电磁流量计的口径范围极宽, 从几个毫米一直到几米, 而且国内已有口径达3m 的实流校验设备, 为电磁流量计的应用和发展奠定了基础。
电磁流量计目前仍然存在如下不足:
( 1) 不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。
( 2) 不能用来测量电导率很低的液体介质, 如对石油制品或有机溶剂等介质, 目前电磁流量计还无能为力。
( 3) 普通工业用电磁流量计由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制, 不能用于测量高温介质; 如未经特殊处理, 也不能用于低温介质的测量, 以防止测量管外结露( 结霜) 破坏绝缘。
( 4) 电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。
另外, 电磁流量计若选型、安装、使用不当, 将会引起误差增大, 示值不稳定, 甚至表体损坏。电磁流量计误差生成的原因如下:
( 1) 管内液体未充满, 由于背压不足或流量传感器安装位置不良, 致使其测量管内液体未能充满, 故障现象因不充满程度和流动状况有不同表现。若少量气体在水管管道中呈分层流或波状流, 故障现象表现为误差增加, 即流量测量值与实际值不符; 若流动是气泡流或塞状流, 故障现象除测量值与实际值不符外, 还会因气相瞬间遮盖电极表面而出现输出晃动; 若水平管道分层流动中流通截面积气相部分增大, 即液体未满管程度增大, 也会出现输出晃动, 若液体未满管情况较严重, 以致液面在电极以下, 则会出现输出超满度现象。
( 2) 液体中含有固相或液体中含有粉状、颗粒或纤维等固体。
电磁流量计选型原则如下:
( 1) 首先是测量方式可靠, 即取样装置在运行中不会发生机械强度或电气回路故障而引起事故; 二是测量仪表无论在正常生产或故障情况下都不致影响生产系统的安全。
( 2) 在保证仪表安全运行的基础上, 力求提高仪表的准确性和节能性。为此, 不仅要选用满足准确度要求的显示仪表, 而且要根据被测介质的特点选择合理的测量方式。
( 3) 为保证流量计使用寿命及准确性, 选型时还要注意仪表的防振要求。
( 4) 安装在生产管道上长期运行的接触式仪表, 还应考虑流量测量元件所造成的能量损失。一般情况下, 在同一生产管道中不应选用多个压损较大的测量元件, 如节流元件等。
电磁流量计在应用过程中的精度保证一直是用户所关心的热点问题。随着电磁流量计制造技术的发展和应用行业的扩展, 电磁流量计的使用越来越多、口径越来越大, 送回校验装置上校验的难度也越来越大。上世纪90 年代, 上海水务系统用专用的模拟信号器检测转换器, 传感器检查则以测试电极接液电阻, 检查励磁线圈包括励磁连接电缆的绝缘电阻和铜电阻, 以及检查转换器输出的励磁电流, 核对磁场强度等间接方法检测电磁流量计。同样的概念在一些文献中也提及到, 如东京都水道局和日本三菱化学工业的电磁流量计现场检验方法。在线电磁校验仪GS9 电磁流量计在欧洲的使用数量最多, 其在线检验技术也, 如KROHNE 的GS9 在线电磁流量计校验仪。当前, 开发自带诊断和检验功能的流量计是电磁流量计研发的趋势。--扩展阅读：开封中仪流量仪表有限公司专业生产电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计、文丘里流量计、v锥流量计、v型锥流量计、喷嘴流量计、插入式电磁流量计、智能电磁流量计、分体式电磁流量计、一体式电磁流量计、标准孔板流量计、标准孔板、一体化孔板流量计、标准喷嘴流量计、长径喷嘴流量计、标准喷嘴、长径喷嘴、插入式涡街流量计、智能涡街流量计、锥型流量计、v锥型流量计、节流装置、节流孔板、限流孔板等流量产品，更多有关电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计的信息请访问开封中仪网站：
