自來水流量計是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測量館內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表，采用單片機嵌入式技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)字勵磁，同時在電磁流量計上采用CAN現(xiàn)場總線，屬國內(nèi)*，技術(shù)達到水平!

自來水流量計-金湖奧科儀表有限公司

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一、自來水流量計簡介：

智能電磁流量計（自來水流量計）是我公司采用國內(nèi)外技術(shù)研制開發(fā)的全智能型電磁流量計，全中文電磁轉(zhuǎn)換器內(nèi)核采用高速中央處理器。計算速度非常快、精度高、測量性能可靠。轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計采用*進技術(shù)，輸入阻抗高達1015 歐姆，共模抑制比優(yōu)于100db，對于外來干擾以及60Hz/50Hz 干擾抑制能力優(yōu)于90db,可以測量更低的電導(dǎo)率的流體介質(zhì)流量。其傳感器采用非均勻磁場技術(shù)及特殊的磁路結(jié)構(gòu)，磁場穩(wěn)定可靠，而且大的縮小了體積，減輕了重復(fù)，使流量計小型流量化的特點。使客戶“買的放心，用的省心，服務(wù)稱心”是我公司的宗旨。

 

二、自來水流量計工作原理：

     自來水流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在自來水流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當于法拉第試驗中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。

 
電磁流量計（Eletromagnetic Flowmeters，簡稱EMF）是20世紀50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的，電磁流量計用來測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。由于其*的優(yōu)點，電磁流量計目前已廣泛地被應(yīng)用于工業(yè)過程中各種導(dǎo)電液體的流量測量，如各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)；電磁流量計各種漿液流量測量，形成了*的應(yīng)用領(lǐng)域。
在結(jié)構(gòu)上，電磁流量計由電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。傳感器安裝在工業(yè)過程管道上，它的作用是將流進管道內(nèi)的液體體積流量值線性地變換成感生電勢信號，并通過傳輸線將此信號送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝在離傳感器不太遠的地方，它將傳感器送來的流量信號進行放大，并轉(zhuǎn)換成流量信號成正比的標準電信號輸出，以進行顯示，累積和調(diào)節(jié)控制。
電磁流量計的基本原理
(一)測量原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當一導(dǎo)體在磁場中運動切割磁力線時，在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場的磁感應(yīng)強度B，導(dǎo)體在磁場內(nèi)的長度L及導(dǎo)體的運動速度u成正比，如果B， L，u三者互相垂直，則
e＝Blu       (3－35)
與此相仿．在磁感應(yīng)強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當導(dǎo)電液體在管道中以流速u流動時，導(dǎo)電流體就切割磁力線．如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極(圖3—17)則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布，兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動勢：
e＝BD        (3－36)
式中，為管道截面上的平均流速．由此可得管道的體積流量為：
qv＝πDUˉ＝   （3－37）
由上式可見，體積流量qv與感應(yīng)電動勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系，與磁場的磁感應(yīng)強度B成反比，與其它物理參數(shù)無關(guān)．這就是電磁流量計的測量原理．
需要說明的是，要使式（3—37）嚴格成立，必須使測量條件滿足下列假定：
①磁場是均勻分布的恒定磁場；
②被測流體的流速軸對稱分布；
③被測液體是非磁性的；
④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。
圖3－17電磁流量計原理簡圖
1－磁極；2－電極；3－管道
(二)勵磁方式
勵磁方式即產(chǎn)生磁場的方式．由前述可知，為使式(3—37)嚴格成立，*個必須滿足的條件就是要有一個均勻恒定的磁場．為此，就需要選擇一種合適的勵磁方式。目前，一般有三種勵碰方式，即直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁．現(xiàn)分別予以介紹．
1．直流勵磁
直流勵磁方式用直流電產(chǎn)生磁場或采用*磁鐵，它能產(chǎn)生一個恒定的均勻磁場．這種直流勵磁變送器的zui大優(yōu)點是受交流電磁場干擾影響很小，因而可以忽略液體中的自感現(xiàn)象的影響．但是，使用直流磁場易使通過測量管道的電解質(zhì)液體被極化，即電解質(zhì)在電場中被電解，產(chǎn)生正負離子．在電場力的作用下，負離子跑向正極，正離子跑向負極．如圖3—18所示．這樣，將導(dǎo)致正負電極分別被相反極性的離子所包圍，嚴重影響電磁流量計的正常工作．所以，直流勵磁一般只用于測量非電解質(zhì)液體，如液態(tài)金屬等．
圖3－18直流勵磁方式
2．交流勵磁
目前，工業(yè)上使用的電磁流量計，大都采用工頻(50Hz)電源交流勵磁方式，即它的磁場是由正弦交變電流產(chǎn)生的，所以產(chǎn)生的磁場也是一個交變磁場．交變磁場變送器的主要優(yōu)點是消除了電極表面的極化于擾．另外，由于磁場是交變的，所以輸出信號也是交變信號，放大和轉(zhuǎn)換低電平的交流信號要比直流信號容易得多．
如果交流磁場的磁感應(yīng)強度為
B＝Bm sint             （3－38）
則電極上產(chǎn)生的感生電動勢為
e＝Bm Dsint            （3－39）
被測體積流量為
qv= D                  （3－40）
式中Bm――磁場磁感應(yīng)強度的zui大值；
――勵磁電流的角頻率，＝2f；
t――時間；
f――電源頻率．
由式(3－40)可知，當測量管內(nèi)徑D不變，磁感應(yīng)強度Bm為一定值時，兩電極上輸出的感生電動勢e與流量qv成正比．這就是交流磁場電磁流量變送器的基本工作原理．
值得注意的是，用交流磁場會帶來一系列的電磁干擾問題．例如正交干擾．同相干擾等，這些干擾信號與有用的流量信號混雜在一起．因此，如何正確區(qū)分流量信號與干擾信號，并如何有效地抑制和排除各種干擾信號，就成為交流勵磁電磁流量計研制的重要課題。
3．低頻方波勵磁
直流勵磁方式和交流勵滋方式各有優(yōu)缺點，為了充分發(fā)揮它們的優(yōu)點，盡量避免它們的缺點，70年代以來，人們開始采用低頻方波勵磁方式．它的勵磁電流波形如圖3—19所示，其頻率通常為工頻的1／4－l／10．
圖3－19方波勵磁電流波形
從圖3－19可見，在半個周期內(nèi)，磁場是恒穩(wěn)的直流磁場，它具有直流勵磁的特點，受電磁干擾影響很小．從整個時間過程看，方波信號又是一個交變的信號，所以它能克服直流勵滋易產(chǎn)生的極化現(xiàn)象．因此，低頻方波勵磁是一種比較好的勵磁方式，目前已在電磁流量計上廣泛的應(yīng)用．概括一下，電磁流量計具有如下幾個優(yōu)點：
①電磁流量計能避免交流磁場的正交電磁干擾；
②電磁流量計消除由分布電容引起的工頻干擾；
③電磁流量計抑制交流磁場在管壁和流體內(nèi)部引起的電渦流；
④電磁流量計排除直流勵磁的極化現(xiàn)象．
 

三，自來水流量計優(yōu)勢及*賣點：

 1.傳感器zui重要的部件－線圈作*化的設(shè)計，并通過zui嚴格的實流試驗，切實保證產(chǎn)品的測量精度

2.信號電極作*的靜電屏蔽處理，保證小信號不會受線圈的干擾，保證低流速的測量精度

3.線圈與外界作隔離處理，保證線圈長期的絕緣強度，也就保證傳感器的長期測量精度

4.傳感器所有的焊接工藝都采用氬弧焊工藝，雖然成本較高，但能保證焊接的可靠性（焊接是傳感器的zui主要的生產(chǎn)工藝），特別是安裝線圈后的zui后一道焊接工序，用氬弧焊工藝能保證已安裝的線圈不被損傷

5.采用接地電極結(jié)構(gòu)，形成一個平衡電極平面，保證整個測量平均速度的過程都被限制在平衡電極平面之內(nèi)進行，能很好的消除電氣噪聲干擾，提供精確的測量結(jié)果

6.采用定制的雙層屏蔽電纜

7.可編程頻率低頻矩形波勵磁，提高了流量測量的穩(wěn)定性，功率損耗低

8.特殊介質(zhì)測量（如漿液）采用高頻勵磁，消除雜波干擾

9.采用16位嵌入式微處理器，運算速度快，精度高

10.全數(shù)字處理，抗干擾能力強，測量可靠，精度高

11.超低EMI開關(guān)電源，適用電源電壓變化范圍大，抗EMC性能好

12.用單塊電路板完成所有功能設(shè)計，采用SMD器件和表面帖裝SMT）技術(shù)，電路可靠性高

13.高清晰度背光中文LCD顯示，顯示累積流量、瞬時流量、流速、流量百分比等

14.菜單操作，使用方便，操作簡單，易學(xué)易懂

15.雙向測量系統(tǒng)，內(nèi)部具有三個積算器可分別顯示正向累計量、反向累計量及差值積算量

16.具有自檢與自診斷功能，并在屏幕上顯示

17.*的防雷設(shè)計

 

四，自來水流量計解剖圖：

 

 

五，自來水流量計電極選擇：

SUS316L不銹鋼電極

鈦電極

鉭電極

4、根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性、磨損性及溫度來選擇襯里材料。

橡膠襯里示意圖

PO襯里示意圖

四氟襯里示意圖

5、電磁流量計防護等級。根據(jù)國標GB4208-1984約同于電工委員會IEC標準（IEC529-7B），外殼防護等級的標準為：IP65為防噴水型，即可允許水從任何方向?qū)x表噴水，噴水壓力為30Kpa。出水量為0.75m3/h，噴水口離儀表距離為3m；IP67為防浸水型，即儀表可全部浸入水中，zui高點應(yīng)在水下至少150cm，持續(xù)時間至少30min。IP68為潛水型，能長期在水下工作。根據(jù)以上規(guī)定，在地下安裝易被水淹的儀表應(yīng)選IP68，儀表在地上安裝的宜選IP65。

6、根據(jù)連接儀表管道的絕緣性選擇接地。

7、根據(jù)被測介質(zhì)的zui高壓力選擇電磁流量計的公稱壓力。對于介質(zhì)壓力為10MPa、16MPa、25MPa、32MPa幾個等級的流量測量，應(yīng)選用高壓型電磁流量計流量計。其zui大口徑為100mm。

電磁流量計前方zui少要有5＊D（D為流量計內(nèi)徑）長度的直管段，后方zui少要有3＊D（D為流量計內(nèi)徑）長度的直管段；

流體的流動方向和流量計的箭頭方向*；
管道內(nèi)要有真空會損壞流量計的內(nèi)襯，需特別注意；
在電磁流量計附近應(yīng)無強電磁場；
在電磁流量計附近應(yīng)有充裕的空間，以便安裝和維護；
若測量管道有振動，在流量計的兩邊應(yīng)有固定的支座測量不同介質(zhì)的混合液體時混合點與流量計之間的距離zui少要有30×D（D砂漿流量計內(nèi)徑）長度為方便今后流量計的清洗和維護，應(yīng)安裝旁通管道；