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      電磁流量計
      分類: 流量計  發布時間: 2016-08-04 19:54 

      電磁流量計
      電磁流量計(Electromagnetic Flowmeters,簡稱EMF)是20世紀50~60年代隨著電子技術的發展而迅速發展起來的新型流量測量儀表。 電磁流量計是應用電磁感應原理, 根據導電流體通過外加磁場時感生的電動勢來測量導電流體流量的一種儀器。

      中文名 電磁流量計 

      外文名 Electromagnetic flowmeter 

      壓 力 0.6Mpa、1.0Mpa更高壓力 

      環境溫度 -20-+55℃ 

      輸出功能 4-20ma、0-10V、RS232、485等 

      材 質 碳鋼、304、316L不銹鋼 

      供電電壓 AC220V 

      款 式 一體式、分體式、插入式等 

      通徑管徑 DN3-2600mm


      儀表介紹


      結構

      電磁流量計的結構主要由磁路系統、測量導管、電極、外殼、襯里和轉換器等部分組成。
      磁路系統:其作用是產生均勻的直流或交流磁場。直流磁路用永久磁鐵來實現,其優點是結構比較簡單,受交流磁場的干擾較小,但它易使通過測量導管內的電解質液體極化,使正電極被負離子包圍,負電極被正離子包圍,即電極的極化現象,并導致兩電極之間內阻增大,因而嚴重影響儀表正常工作。當管道直徑較大時,永久磁鐵相應也很大,笨重且不經濟,所以電磁流量計一般采用交變磁場,且是50HZ工頻電源激勵產生的。
      測量導管:其作用是讓被測導電性液體通過。為了使磁力線通過測量導管時磁通量被分流或短路,測量導管必須采用不導磁、低導電率、低導熱率和具有一定機械強度的材料制成,可選用不導磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強度塑料、鋁等。
      電極:其作用是引出和被測量成正比的感應電勢信號。電極一般用非導磁的不銹鋼制成,且被要求與襯里齊平,以便流體通過時不受阻礙。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量精度。
      外殼:應用鐵磁材料制成,是分配制度勵磁線圈的外罩,并隔離外磁場的干擾。
      襯里:在測量導管的內側及法蘭密封面上,有一層完整的電絕緣襯里。它直接接觸被測液體,其作用是增加測量導管的耐腐蝕性,防止感應電勢被金屬測量導管管壁短路。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。
      轉換器:由液體流動產生的感應電勢信號十分微弱,受各種干擾因素的影響很大,轉換器的作用就是將感應電勢信號放大并轉換成統一的標準信號并抑制主要的干擾信號。其任務是把電極檢測到的感應電勢信號Ex經放大轉換成統一的標準直流信號。

      特點

      1、測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響;
      2、測量管內無阻礙流動部件,無壓損,直管段要求較低。對漿液測量有獨特的適應性;
      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、轉換器采用新穎勵磁方式,功耗低、零點穩定、精確度高。流量范圍度可達150:1;
      5、轉換器可與傳感器組成一體型或分離型;
      6、轉換器采用16位高性能微處理器,2x16LCD顯示,參數設定方便,編程可靠;
      7、流量計為雙向測量系統,內裝三個積算器: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、數字通訊、HART;
      8、轉換器采用表面安裝技術(SMT),具有自檢和自診斷功能;
      9、測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響,傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關系,因此測量精度高。
      10、測量管道內無阻流件,因此沒有附加的壓力損失;測量管道內無可動部件,因此傳感器壽命極長。 中文名 電磁流量計 外文名 Electromagnetic flowmeter 壓 力 0.6Mpa、1.0Mpa更高壓力 環境溫度 -20-+55℃ 輸出功能 4-20ma、0-10V、RS232、485等 材 質 碳鋼、304、316L不銹鋼 供電電壓 AC220V 款 式 一體式、分體式、插入式等 通徑管徑 DN3-2600mm
      11、由于感應電壓信號是在整個充滿磁場的空間中形成的,是管道載面上的平均值,因此傳感器所需的直管段較短,長度為5倍的管道直徑。
      12、轉換器采用國際先井的單片機(MCU)和表面貼裝技術(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零點穩定,參數設定方便。點擊中文顯示LCD,顯示累積流量,瞬時流量、流速、流量百分比等。
      13、雙向測量系統,可測正向流量、反向流量。采用特殊的生產工藝和優質材料,確保產品的性能在長時候內保持穩定。


      分類

      電磁流量計就顯示方式分為:分體型電磁流量計,一體型電磁流量計。系列公稱通徑DN15~DN3000。
      分體型電磁流量計是一種根據法拉第電磁感應定律來測量管內導電介質體積流量的感應式儀表,采用單片機嵌入式技術,實現數字勵磁,同時在電磁流量計上采用CAN現場總線,屬國內Shou創,技術達到國內優秀水平。
      分體型電磁流量計在滿足現場顯示的同時,還可以輸出4~20mA電流信號供記錄、調節和控制用,現已廣泛地應用于化工、環保、冶金、醫藥、造紙、給排水等工業技術和管理部門。
      分體型電磁流量計除可測量一般導電液體的流量外,還可測量液固兩相流,高粘度液流及鹽類、強酸、強堿液體的體積流量。
      一體型電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律制定,用來測量導電流體的體積流量。由于獨特的特點已廣泛地應用于工業上各種導電液體的測量。主要用于化工、造紙、食品、紡織、冶金、環保、給排水等行業,與計算機配套可實現系統控制。
      1.電磁流量計沒有可動部件,也沒有阻流件,不會引起壓力損失,同時也不會引起磨損,阻塞等問題。
      2.電磁流量計是一體積流量測量儀表,在測量過程中不受被測介質的溫度、粘度、密度以及導電率(在一定范圍內)的影響。
      3.電磁流量計的量程范圍寬,可達1:100。此外,電磁流量計只與被測介質的平均流速成正比,而與軸對稱的流動狀態(層流或紊流)無關。

      4.電磁流量計無機械慣性,反應靈敏,可以測量瞬時脈動流量,而且線性好,因此可以將測量信號直接用轉換器線性的轉換成標準信號輸出。LD-T型可就地指示,LD型可遠距離傳送。


      儀表安裝

      方法

      電磁流量計簡單說是由流量傳感器變送器組成的。電磁流量計的安裝要求是一定要安裝在管路的Zui低點或者管路的垂直段,但是一定是在滿管的情況下,對直管段要求是前5D后3D,這樣才能保證電磁流量計的使用和對精度的要求。
      電磁流量計的測量原理不依賴流量的特性,如果管路內有一定的湍流與漩渦產生在非測量區內(如:彎頭、切向限流或上游有半開的截止閥)則與測量無關。如果在測量區內有穩態的渦流則會影響測量的穩定性和測量的精度,這時則應采取一些措施以穩定流速分布:
      1. 增加前后直管段的長度
      2. 采用一個流量穩定器
      3. 減少測量點的截面。
      1.對外部環境的要求
      1.1流量計應避免安裝在溫度變化很大或受到設備高溫輻射的場所,若必須安裝時,須有隔熱、通風的措施。
      1.2流量計Zui好安裝在室內,若必須安裝于室外,應避免雨水淋澆,積水受淹及太陽暴曬,須有防潮和防曬措施。
      1.3流量計應避免安裝在含有腐蝕性氣體的環境中,必須安裝時,須有通風措施。
      1.4為了安裝、維護、保養方便,在流量計周圍需有充裕的安裝空間。
      1.5流量計安裝場所應避免有磁場及強振動源,如管道振動大,在流量計兩邊應有固定管道的支座。
      1. 2. 管道式電磁流量計
      2.1對直段的要求
      為了改善渦流與流場畸變的影響,流量計安裝的前、后直管段長度有一定要求,否則會影響測量精度(也可安裝整流器,盡量避免在靠近調節閥和半開閥門之后安裝)。
      2.2對工藝管的要求
      流量計對安裝點的上、下游工藝管有一定的要求,否則影響測量精度。
      a上、下游工藝管的內徑與傳感器的內徑相同,并應滿足:0.98DN≤D≤1.05DN(式中DN:傳感器內徑,D:工藝管內徑)
      b工藝管與傳感器必須同心,同軸偏差應不大于0.05DN
      2.3旁通管的要求
      為了方便檢修流量計,Zui好為流量計安裝旁通管,另外,對重污染流體及流量計需清而流體不能停止的,必須安裝旁通管。
      a方便流量計的檢修
      b對重污染流體必須安裝
      c流體不能停止而流量計需清洗
      3.插入式電磁流量計安裝要求
      3.1對直管段的要求
      入口/出口直管段:入口應≥10×DN;出口應≥5×DN
      3.2對接地點要求
      為了使儀表可靠的工作,提高測量精度,不受外界寄生電勢的干擾/傳感器應有良好的接地,接地電阻小于10.(若金屬管道接地良好時,無須專設接地裝置)3.3 對安裝位置要求如圖所示
      插入電磁流量計根據現場管路情況不一,不加裝球閥的流量計,應在不帶壓倒管路上安裝(即不帶壓安裝可選擇不加裝球閥的流量計),在管道上開孔直徑50,準備把連接焊管焊接在管道的開孔上;對于要求不斷流裝卸或不允許介質溢出的場合,須加裝球閥,即選擇帶球閥結構的插入式電磁流量計;在管道上開孔直徑50,準備把連接焊管焊接在管道的開孔上。
      插入式電磁流量計選型
      測量范圍 : 推薦使用范圍: 0.5m/s~10m/s連續可調 。Zui大使用范圍:0.2m/s~15m/s連續可調
      信號輸出:1、開關量可設為: 脈沖輸出(Zui高1000HZ);高 /低流量報警;空管報警;流量方向示意;
      故障報警;2、電流輸出:4-20mA輸出
      組態方式:1、通過三個手動鍵現場組態。 2、通過遙控器現場組態。 3、通過手操器進行現場組態。

      記憶:EEPROM不會消失之記憶體,無需電池保存。


      工作原理

      電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計。電磁流量計的優點是壓損極小,可測流量范圍大。Zui大流量與Zui小流量的比值一般為20:1以上,適用的工業管徑范圍寬,Zui大可達3m,輸出信號和被測流量成線性,精確度較高,可測量電導率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
      當導體在磁場中作切割磁力線運動時,在導體中會產生感應電勢,感應電勢的大小與導體在磁場中的有效長度及導體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。同理,導電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應力線時,也會在管道兩邊的電極上產生感應電勢。感應電勢的方向由右手定則判定,感應電勢的大小由下式確定:
      Ex=BDv-----------------式(1)
      式中Ex—感應電勢,V;
        B—磁感應強度,T
        D—管道內徑,m
        v—液體的平均流速,m/s
      然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積(πD2)/4的乘積,將式(1)代入該式得:
      Qv=(πD/4B)* Ex ---------式(2)
      由上式可知,在管道直徑D己定且保持磁感應強度B不變時,被測體積流量與感應電勢呈線性關系。若在管道兩側各插入一根電極,就可引入感應電勢Ex,測量此電勢的大小,就可求得體積流量。
      據法拉第電磁感應原理,在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極,當導電液體沿測量管軸線運動時,導電液體切割磁力線產生感應電勢,此感應電勢由兩個檢測電極檢出,數值大小與流速成正比例,其值為:
      E=B·V·D·K
      式中: E-感應電勢;
      K-與磁場分布及軸向長度有關的系數;
      B-磁感應強度;
      V-導電液體平均流速;
      D-電極間距;(測量管內直徑)
      傳感器將感應電勢E作為流量信號,傳送到轉換器,經放大,變換濾波等信號處理后,用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉換器有4~20mA輸出,報警輸出及頻率輸出,并設有RS-485等通訊接口,并支持HART和MODBUS協議。
      注:不同電磁流量計參數略有差異,使用時請務必查看說明書。
      根據法拉第電磁感應定律,在磁感應強度為B的均勻磁場中,垂直于磁場方向放一個內徑為D的不導磁管道,當導電液體在管道中以流速v流動時,導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則可以證明,只要管道內流速分布為軸對稱分布,兩電極之間產生感生電動勢:
      e=KBDv (3-36)
      式中,v為管道截面上的平均流速,k為儀表常數。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與感應電動勢e和測量管內徑D成線性關系,與磁場的磁感應強度B成反比,與其它物理參數無關。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,必須使電磁流量計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被測液體的電導率均勻且各向同性。



      主要產品

      智能電磁流量計采用帶背光寬溫點陣型液晶顯示器,所有顯示都是中文,功能多而實用,特別方便使用者操作,減少不必要的麻煩和錯誤。
      交貨快,成本低,維修方便。
      電磁流量計如何抗干擾?
      在測量紙漿/礦漿等大干擾信號應用時,選用8707高信號流量管,可以提高信號強度
      智能電磁流量計AFLD是采用全智能化原理設計的,與原來國內一些企業生產的老式或假式智能化的電磁流量計在計量精度,功能,可靠性以及使用壽命上有非常大區別。
      電磁流量計的使用壽命應該是在10-20年以上,所以我們在設計時就充分考慮廠到這一點,從傳感器到轉換器的每一個細節我們都非常仔細,從設計,選材,工藝,生產,測試等每一個環節我們都非常講究,自行設計定制國內目前先井的專用與電磁流量計的生產流水線,切實保證產品的長期質量。
      插入式電磁流量計由插入式電磁流量傳感器(簡稱傳感器)和電磁流量轉換器(簡稱轉換器)配套組成(簡稱流量計)。是用來測量管道內各種導電液體體積流量的儀表。插入式電磁流量計用來測量自來水、鋼鐵、石油、化工、電力、工業、水利等部門的導電流體流量,亦可測量酸、堿、鹽等腐蝕性導電液體。



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