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電磁流量計(jì)的分類(lèi)和選型
閱讀：925 發(fā)布時(shí)間：2012-5-22電磁流量計(jì)的分類(lèi)和選型
E+H電磁流量計(jì)的分類(lèi)及特點(diǎn)
E+H電磁流量計(jì)的工作原理
電磁流量計(jì)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。即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線(xiàn)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)，E=KBdvE—為電極間的信號(hào)電壓（v）B—磁通密度（T）d—測(cè)量管內(nèi)徑（m）v—平均流速（m/s）式中k，d為常數(shù)，由于勵(lì)磁電流是恒流的，故B也是常數(shù)，則由E=KBdv可知，體積流量Q與信號(hào)電壓E-成正比，即流速感應(yīng)的信號(hào)電壓E與體積Q成線(xiàn)性關(guān)系。因此，只要測(cè)量出E就可確定流量Q，這是電磁流量計(jì)的基本工作原理。
E+H電磁流量計(jì)的特點(diǎn)
E+H電磁流量計(jì)的測(cè)量通道是一段無(wú)阻流檢測(cè)件的光滑直管，因不易阻塞適用于測(cè)量含有固體顆?；蚶w維的液固二相流體。電磁流量計(jì)不產(chǎn)生因檢測(cè)流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長(zhǎng)度管道的沿程阻力，節(jié)能*，對(duì)于要求低阻力損失的大管徑供水管道zui為適合。電磁流量計(jì)所測(cè)得的體積流量，實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率（只要在某閾值以上）變化明顯的影響。與其他大部分流量?jī)x表相比，前置直管段要求較低。電磁流量計(jì)測(cè)量范圍度大，通常為20：1～50：1，可選流量范圍寬。滿(mǎn)度值液體流速可在0.5～10m/s內(nèi)選定。有些型號(hào)儀表可在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需要擴(kuò)大和縮小流量。電磁流量計(jì)的口徑范圍寬，從幾毫米到3m。可測(cè)正反雙向流量，也可測(cè)脈動(dòng)流量，只要脈動(dòng)頻率低于激磁頻率很多。儀表輸出本質(zhì)上是線(xiàn)性的。易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于腐蝕性流體。電磁流量計(jì)不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體，如有機(jī)溶劑等。不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。通用型電磁流量計(jì)由于襯里材料和電氣絕緣材料限制，不能用于較高溫度的液體；有些型號(hào)儀表用于過(guò)低于室溫的液體，因測(cè)量管外凝露而破壞絕緣。
E+H電磁流量計(jì)的分類(lèi)
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(lèi)。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。按輸出信號(hào)連線(xiàn)和激磁（或電源）連線(xiàn)的制式分類(lèi)，有四線(xiàn)制和二線(xiàn)制。按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類(lèi)，有分離型和一體型。按流量傳感器與管道連接方法分類(lèi)，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(lèi)，有接觸型和非接觸型。按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類(lèi)，有短管型和插入型。按用途分類(lèi)，有通用型、防爆型、衛(wèi)生型、防侵水型和潛水型等。
E+H電磁流量計(jì)選型要點(diǎn)
應(yīng)用概況
E+H電磁流量計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程。中小口徑常用于固液雙相等難測(cè)流體或高要求場(chǎng)所，如測(cè)量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠(chǎng)的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)腐蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏，長(zhǎng)距離管道煤的水力輸送的流量測(cè)量和控制。小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場(chǎng)所。
精度等級(jí)和功能
市場(chǎng)上通用型電磁流量計(jì)的性能有較大差別，有些精度高、功能多，有些精度低、功能簡(jiǎn)單。精度高的儀表基本誤差為（±0.5%～±1%）R，精度低的儀表則為（±1.5%～±2.5%）FS，兩者價(jià)格相差1～2倍。因此測(cè)量精度要求不很高的場(chǎng)所選用高精度儀表在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。有些型號(hào)儀表聲稱(chēng)有更高的度，基本誤差僅（±0.2%～±0.3%）R，但有嚴(yán)格的安裝要求和參比條件，例如環(huán)境溫度20～22℃，前后置直管段長(zhǎng)度要求分別大于10D，3D（通常為5D，2D）甚至提出流量傳感器要與前后置直管組成一體在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上作實(shí)流校準(zhǔn)，以減少夾裝不善的影響。因此在多種型號(hào)選擇比較時(shí)不要單純只看高指標(biāo)，要詳細(xì)閱讀制造廠(chǎng)樣本或說(shuō)明書(shū)做綜合分析。市場(chǎng)上電磁流量計(jì)的功能差別也很大，簡(jiǎn)單的就只是測(cè)量單向流量，只輸出模擬信號(hào)帶動(dòng)后位儀表；多功能儀表有測(cè)雙向流、量程切換、上下限流量報(bào)警、空管和電源切斷報(bào)警、小信號(hào)切除、流量顯示和總量計(jì)算、自動(dòng)核對(duì)和故障自診斷、與上位機(jī)通信和運(yùn)動(dòng)組態(tài)等。有些型號(hào)儀表的串行數(shù)字通信功能可選多種通信接口和芯片（ASIC），以連接HART協(xié)議系統(tǒng)、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等。
流速、滿(mǎn)度流量、范圍度和口徑
選儀表口徑不一定與管徑相同，應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)輸送水等粘度不同的液體，管道流速一般是經(jīng)濟(jì)流速1.5～3m/s。流量計(jì)用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。電磁流量計(jì)滿(mǎn)度流量時(shí)液體流速可在1～10m/s范圍內(nèi)選用。上限流速在原理上是不受限制的，然而通常建議不超過(guò)5m/s，除非襯里材料能承受液流沖刷，實(shí)際應(yīng)用很少超過(guò)7m/s，超過(guò)10m/s則更為罕見(jiàn)。滿(mǎn)度流量的流速下限一般為1m/s，有些型號(hào)儀表則為0.5m/s。有些工程運(yùn)行初期流量偏低或在流速偏低的管系，從測(cè)量精度角度考慮，儀表口徑應(yīng)改用小于管徑，以異徑管連接之。用于有易粘附、沉積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體，選用流速不低于2m/s，提高到3～4m/s或以上，起到自清掃、防止粘附沉積等作用。用于礦漿等磨耗性強(qiáng)的流體，常用流速應(yīng)低于2～3m/s，以降低對(duì)襯里和電極的磨損。在測(cè)量接近閾值的低電導(dǎo)液體，盡可能選定較低流速（小于0.5～1m/s），因流速提高流動(dòng)噪聲會(huì)增加，而出現(xiàn)輸出晃動(dòng)現(xiàn)象。電磁流量計(jì)的范圍度是比較大的，通常不低于20，帶有量程自動(dòng)切換功能的儀表，可超過(guò)50～100。
液體電導(dǎo)率
使用電磁流量計(jì)的前提是被測(cè)液體必須是導(dǎo)電的，不能低于閾值。電導(dǎo)率低于閾值會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差直至不能使用，超過(guò)閾值即使變化也可以測(cè)量，示值誤差變化不大。使用時(shí)還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號(hào)線(xiàn)長(zhǎng)度及其分布電容，制造廠(chǎng)使用說(shuō)明書(shū)中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對(duì)應(yīng)的信號(hào)線(xiàn)長(zhǎng)度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測(cè)電導(dǎo)率低至5×10-8S/cm的液體。工業(yè)用水及其水溶液、酸、堿、鹽液等，使用都不存在問(wèn)題。石油制品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過(guò)低就不能使用。從資料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低，認(rèn)為不能使用，然而實(shí)際工作中會(huì)遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例。對(duì)于水溶液，資料中的電導(dǎo)率是用純水配比在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的，實(shí)際使用的水溶液可能用工業(yè)用水配比，電導(dǎo)率將比查得的要高，也有利于流量測(cè)量。實(shí)際應(yīng)用的液體電導(dǎo)率要比儀表制造廠(chǎng)規(guī)定的閾值至少大一個(gè)數(shù)量級(jí)。液體中含有混入物
混入成泡狀流的微小氣泡仍可正常工作，但測(cè)得的是含氣泡體積的混合體積流量；如氣體含量增加到形成彈（塊）狀流，因電極可能被氣體蓋住使電路瞬時(shí)斷開(kāi)，出現(xiàn)輸出晃動(dòng)甚至不能正常工作。含有非鐵磁性顆粒或纖維的固液雙相流體同樣可測(cè)得二相的體積流量。固體含量較高的流體，如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿、紙漿等實(shí)際上已屬非牛頓流體。由于固體在載體液中一起流動(dòng)，兩者之間有滑動(dòng)，速度上有差別，單相液體校驗(yàn)的儀表用于固液雙相流體會(huì)產(chǎn)生附加誤差。在漿液內(nèi)有較大顆粒擦過(guò)電極表面，在頻率較低的矩形激磁的會(huì)產(chǎn)生尖峰狀漿液噪聲，使流量信號(hào)不穩(wěn)，就要選用較高頻率的儀表或有較強(qiáng)抑制漿液噪聲能力的儀表，也可選用市電交流激磁的儀表或雙頻激磁的儀表。含有鐵磁性物質(zhì)的流體對(duì)通常的，因測(cè)量管內(nèi)磁導(dǎo)率受鐵磁體的不同含量而變化，會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。但在磁路中置有磁通檢測(cè)線(xiàn)圈補(bǔ)償?shù)?，可減小混入鐵磁體的影響。對(duì)含有礦石顆粒的礦漿應(yīng)用，應(yīng)注意對(duì)傳感器襯里的磨損程度，測(cè)量管內(nèi)徑擴(kuò)大會(huì)產(chǎn)生附加誤差。這種場(chǎng)合應(yīng)選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里，同時(shí)建議傳感器安裝在垂直管道上，使管道磨損均勻，消除水平安裝下半部局部磨損嚴(yán)重的缺點(diǎn)。也可以在傳感器進(jìn)口端加裝噴嘴形護(hù)套，相對(duì)延長(zhǎng)使用期。
附著和沉淀
測(cè)量易在管壁附著和沉淀物質(zhì)的流體時(shí)，若附著的是比液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì)，信號(hào)電勢(shì)將被短路而不能工作，若是非導(dǎo)電層則首先應(yīng)注意電極的污染，譬如選用不易附著尖形或半球形突出電極、可更換式電極、刮刀式清垢電極等。易產(chǎn)生附著的場(chǎng)所可提高流速以達(dá)到自清掃的目的，還可以采取較方便的易清洗的管道連接，可不拆卸清洗傳感器。非接觸型電極電磁流量計(jì)附著非導(dǎo)電膜層，儀表仍能工作，但若為高導(dǎo)電層則同樣不能工作。
目前，電磁流量計(jì)的種類(lèi)很多，應(yīng)用也很廣泛，在流量測(cè)量方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，而且其技術(shù)更新很快，不斷有新型的電磁流量計(jì)推向市場(chǎng)。只有把握電磁流量計(jì)發(fā)展方向，才能更好地了解它，應(yīng)用它，使它更好地服務(wù)于生產(chǎn)和計(jì)量工作。
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