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除鹽水流量計(jì)

一、除鹽水流量計(jì)原理

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內(nèi)徑為D

的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速v流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱分布，兩電極之間產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)：

e=KBDv (3-36) 

式中，

v

為管道截面上的平均流速，

k

為儀表常數(shù)。由此可得管道的體積流量為：

qv= πeD/4KB (3-37) 

由上式可見，體積流量

qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和測(cè)量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁

感應(yīng)強(qiáng)度B

成反比，與其它物理參數(shù)無(wú)關(guān)。這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理。

需要說(shuō)明的是，要使式

(3—37)

嚴(yán)格成立，必須使電磁流量計(jì)測(cè)量條件滿足下列假定：

1、磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng)

2、被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布

3、被測(cè)液體是非磁性的

4、被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性

二、優(yōu)點(diǎn)

1、電磁流量計(jì)的丈量通道是一段無(wú)阻流檢測(cè)件的光滑直管，因不易梗阻，適用于丈量

含有固體顆?；蚶w維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。

2、電磁流量計(jì)不產(chǎn)生因檢測(cè)流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是統(tǒng)一長(zhǎng)度管道的

沿程阻力，節(jié)能效果明顯，對(duì)于要求低阻力損失的大管徑供水管道zui為適合。

3、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）變化顯著的影響。

4、與其他大部分流量?jī)x表比擬，前置直管段要求較低。

5、丈量范圍度大，通常為20：1～50：1，可選流量范圍寬。滿度值液體流速可在0.5～10m/s

內(nèi)選定。

6、電磁流量計(jì)的口徑范圍比其他品種流量?jī)x表寬，從幾毫米到3m?？蓽y(cè)正反雙向流量，也可測(cè)脈動(dòng)流量，只要脈動(dòng)頻率低于激磁頻率良多。儀表輸出本質(zhì)上是線性的。

7、易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于侵蝕性流體。

三、技術(shù)參數(shù)

儀表精度：管道式0.5級(jí)、1.0級(jí)；插入式2.5級(jí)。

測(cè)量介質(zhì)：電導(dǎo)率大于5μS/cm的各種液體和液固兩相流體。

流速范圍：0.2～8m/s。

工作壓力：1.6MPa。

四、組成

的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測(cè)量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。

電磁流量計(jì)產(chǎn)品圖

磁路系統(tǒng)：其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場(chǎng)。直流磁路用*磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，受交流磁場(chǎng)的干擾較小，但它易使通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化，使正電極被負(fù)離子包圍，負(fù)電極被正離子包圍，即電極的極化現(xiàn)象，并導(dǎo)致兩電極之間內(nèi)阻增大，因而嚴(yán)重影響儀表正常工作。當(dāng)管道直徑較大時(shí)，*磁鐵相應(yīng)也很大，笨重且不經(jīng)濟(jì)，所以電磁流量計(jì)一般采用交變磁場(chǎng)，且是50HZ工頻電源激勵(lì)產(chǎn)生的。

測(cè)量導(dǎo)管：其作用是讓被測(cè)導(dǎo)電性液體通過(guò)。為了使磁力線通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管時(shí)磁通量被分流或短路，測(cè)量導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成，可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等。

電極：其作用是引出和被測(cè)量成正比的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)。電極一般用非導(dǎo)磁的不銹鋼制成，且被要求與襯里齊平，以便流體通過(guò)時(shí)不受阻礙。它的安裝位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆積在其上面而影響測(cè)量精度。

外殼：應(yīng)用鐵磁材料制成，是分配制度勵(lì)磁線圈的外罩，并隔離外磁場(chǎng)的干擾。

襯里：在測(cè)量導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上，有一層完整的電絕緣襯里。它直接接觸被測(cè)液體，其作用是增加測(cè)量導(dǎo)管的耐腐蝕性，防止感應(yīng)電勢(shì)被金屬測(cè)量導(dǎo)管管壁短路。襯里材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。

轉(zhuǎn)換器：由液體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)十分微弱，受各種干擾因素的影響很大，轉(zhuǎn)換器的作用就是將感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)并抑制主要的干擾信號(hào)。其任務(wù)是把電極檢測(cè)到的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)。

五、特點(diǎn)

1、測(cè)量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響；

2、測(cè)量管內(nèi)*流動(dòng)部件，無(wú)壓損，直管段要求較低。對(duì)漿液測(cè)量有*的適應(yīng)性；

3、合理選擇傳感器襯里和電極材料，即具有良好的耐腐蝕和耐磨損性；

4、轉(zhuǎn)換器采用新穎勵(lì)磁方式，功耗低、零點(diǎn)穩(wěn)定、精確度高。流量范圍度可達(dá)150：1；

5、轉(zhuǎn)換器可與傳感器組成一體型或分離型；

6、轉(zhuǎn)換器采用16位高性能微處理器，2x16LCD顯示，參數(shù)設(shè)定方便，編程可靠；

7、流量計(jì)為雙向測(cè)量系統(tǒng)，內(nèi)裝三個(gè)積算器：正向總量、反向總量及差值總量；可顯示正、反流量，并具有多種輸出：電流、脈沖、數(shù)字通訊、HART；

8、轉(zhuǎn)換器采用表面安裝技術(shù)(SMT)，具有自檢和自診斷功能；

9、測(cè)量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系，因此測(cè)量精度高。

10、測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長(zhǎng)。

11、由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿磁場(chǎng)的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長(zhǎng)度為5倍的管道直徑。

12、轉(zhuǎn)換器采用*的單片機(jī)（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零點(diǎn)穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)定方便。點(diǎn)擊中文顯示LCD，顯示累積流量，瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等。

13、雙向測(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)正向流量、反向流量。采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質(zhì)材料，確保產(chǎn)品的性能在長(zhǎng)時(shí)候內(nèi)保持穩(wěn)定。

六、注意事項(xiàng)

1、 精度等級(jí)和功能根據(jù)測(cè)量要求和使用場(chǎng)合選擇儀表精 度等級(jí)，做到經(jīng)濟(jì)合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計(jì)量的場(chǎng)合，應(yīng)該選擇精度等級(jí)高些，如1.0級(jí)、0.5級(jí)，或者更高等級(jí); 用于過(guò)程控制的場(chǎng)合，根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級(jí);有些僅僅是檢測(cè)一下過(guò)程流量，無(wú)需做精確控制和計(jì)量的場(chǎng)合，可以選擇精度等級(jí)稍低的，如1.5級(jí)、2.5級(jí)，甚至 4.0級(jí)，這時(shí)可以選用價(jià)格低廉的插入式電磁流量計(jì)。

2、測(cè)量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測(cè)量一般的介質(zhì)時(shí)，電磁流量計(jì)的滿度 流量可以在測(cè)量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi) 選用，范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同，應(yīng)視測(cè)量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定，即當(dāng)管道流速偏低，不能滿足流量?jī)x表要求時(shí)或者在此流速下測(cè)量準(zhǔn) 確度不能保證時(shí)，需要縮小儀表口徑，從而提 高管內(nèi)流速，得到滿意測(cè)量結(jié)果。

3、盡量避開鐵磁性物體及具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備，以免磁場(chǎng)影響傳感器的工作磁場(chǎng)和流量信號(hào)。

4、應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處，避免日曬雨淋，環(huán)境溫度應(yīng)在-20～+60℃，相對(duì)濕度小于85%。

5、流量計(jì)周圍應(yīng)有充裕的空間，便于檢測(cè)與維修。

七、安裝

1、對(duì)安裝場(chǎng)所的要求。 

　　1）、測(cè)量混合相流體時(shí)，選擇不會(huì)引起相分離的場(chǎng)所，測(cè)量雙組分液體時(shí)，避免裝在混合尚未均勻的下游，測(cè)量化學(xué)反應(yīng)管道時(shí)，要裝在反應(yīng)充分完成段。
　　2）、盡可能避免測(cè)量管內(nèi)變成負(fù)壓。
　　3）、選擇震動(dòng)小的場(chǎng)所，特別對(duì)一體型儀表。
　　4）、避免附近有大電機(jī)、大變壓器等，以免引起電磁場(chǎng)干擾。
　　5）、易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場(chǎng)所。
　　6）、盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體。
　　7）、環(huán)境溫度在-25-60℃范圍內(nèi)，環(huán)境相對(duì)濕度在10%-9O%范圍內(nèi)，盡可能避免陽(yáng)光直射。 
　　8）、液體應(yīng)具有測(cè)量所需的電導(dǎo)率，并要求電導(dǎo)率分布大體上均勻。因此流量傳感器安裝要避開容易產(chǎn)生電導(dǎo)率不均勻場(chǎng)所，例如其上游附近加入藥液，加液點(diǎn)位于傳感器下游。
　　2 、直管段長(zhǎng)度要求，電磁流量計(jì)對(duì)前后直管段要求比較低，對(duì)于90o彎管、T形三通、同心異徑管、全開閘閥后通常只要離電極中心線，不是傳感器進(jìn)口端連接面>5倍直徑長(zhǎng)度的直管段，不同開度的閥則需1OD，下游直管段為3D。測(cè)量不同介質(zhì)的混合液體時(shí)，混合點(diǎn)與流量計(jì)之間的距離zui少要大于30D.
　　3、安裝位置和流動(dòng)方向，傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可，不受限制。但測(cè)量固、液兩相流體垂直安裝，自下而上流動(dòng)。這樣能避免水平安裝時(shí)襯里下半部局部磨損嚴(yán)重，低流速時(shí)固相沉淀等缺點(diǎn)。水平安裝時(shí)要使電極軸線平行于地平線，防止由于液體中偶存氣泡擦過(guò)遮住電極表面造成絕緣可防止底部的電極被沉積物覆蓋。垂直安裝時(shí)，應(yīng)使流動(dòng)方向向上，這樣可以使無(wú)流量或小流量時(shí)，流體中夾雜的較重固態(tài)顆粒下沉，而較輕的肢肪類物質(zhì)上升離開流量計(jì)的傳感器電極區(qū)。

4 、接地 傳感器必須單獨(dú)接地，接地電阻100Ω以下。分離型原則上接地應(yīng)在傳感器一側(cè)，轉(zhuǎn)換器接地應(yīng)在同一接地點(diǎn)。