電磁流量計(jì)、高壓電磁流量計(jì)的工作原理和安裝
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發(fā)布日期：2021-05-24
電磁流量計(jì)的工作原理：電磁流量計(jì)是一種基于電磁感應(yīng)定律的流量測(cè)量?jī)x器。它能測(cè)量具有一定電導(dǎo)率的液體或液固混合物的體積流量，常用于檢測(cè)酸、堿、鹽、含固體顆粒（或纖維）的液體的流量，優(yōu)于其它流量計(jì)。電磁流量計(jì)由變送器和變頻器組成。電磁流量變送器由磁路系統(tǒng)、測(cè)量導(dǎo)管、電極、外殼和干擾信號(hào)裝置組成。它將流動(dòng)的變化轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)電位的變化。轉(zhuǎn)換器由電子元件組成。它將微弱的感應(yīng)電位放大，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，用于遠(yuǎn)程指示、記錄和積分
電磁流量計(jì)的測(cè)量原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律：當(dāng)導(dǎo)電液體在磁場(chǎng)中切斷磁力線時(shí)，在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電位E為：E=kbvd
式中：K---儀器常數(shù)
B---磁感應(yīng)強(qiáng)度
V---測(cè)量管段平均流速
D---測(cè)量管段內(nèi)徑
測(cè)量流量時(shí)，導(dǎo)電液體以v的速度在垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)中流動(dòng)，導(dǎo)電液體的流動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)與平均流速成正比的電壓。感應(yīng)電壓信號(hào)由兩個(gè)或兩個(gè)以上與液體直接接觸的電極拾取，并通過(guò)電纜發(fā)送到轉(zhuǎn)換器。經(jīng)過(guò)智能化處理后，LCD顯示或轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4-20mA、0-1khz輸出
磁路系統(tǒng)：其功能是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場(chǎng)。直流磁路采用永磁體實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受交流磁場(chǎng)干擾小。但測(cè)量管中的電解質(zhì)液體容易極化，使正極被負(fù)離子包圍，負(fù)極被正離子包圍，即電極極化現(xiàn)象，導(dǎo)致兩電極之間的內(nèi)阻增大，從而嚴(yán)重影響儀器的正常運(yùn)行。當(dāng)管道直徑較大時(shí)，永磁體也較大，體積大，不經(jīng)濟(jì)，所以電磁流量計(jì)一般采用交變磁場(chǎng)，由50Hz電源
測(cè)量導(dǎo)管激勵(lì)，其作用是讓被測(cè)導(dǎo)電液體通過(guò)。為了在磁力線通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管時(shí)分流或短路磁通量，測(cè)量導(dǎo)管必須采用非磁性、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?？蛇x用無(wú)磁性不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等
電極：其功能是引出與測(cè)量值成正比的感應(yīng)電位信號(hào)。電極通常由非磁性不銹鋼制成，并要求與內(nèi)襯齊平，以便不會(huì)阻礙流動(dòng)。其安裝位置應(yīng)在管道的垂直方向上，以防沉積在其上，影響測(cè)量精度
外殼：由鐵磁性材料制成，是配電系統(tǒng)勵(lì)磁線圈的外殼，絕緣外磁場(chǎng)干擾
襯里：測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)側(cè)和法蘭密封面有一層完整的電氣絕緣襯里。它與被測(cè)液體直接接觸，其作用是提高測(cè)量管的耐腐蝕性，防止感應(yīng)電位被金屬測(cè)量管壁短路。內(nèi)襯材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等
轉(zhuǎn)換器：液體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電位信號(hào)很弱，受各種干擾因素的影響很大。轉(zhuǎn)換器的作用是將感應(yīng)電位信號(hào)放大、轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，抑制主要干擾信號(hào)。它的任務(wù)是將電極檢測(cè)到的感應(yīng)電位信號(hào)ex放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)
2、 電磁流量計(jì)的特點(diǎn)是：1.測(cè)量管為光滑的直管段，無(wú)移動(dòng)和堵塞部件，基本無(wú)壓力損失，節(jié)流效果顯著；2.流量計(jì)輸出與流量呈線性關(guān)系，測(cè)量直徑范圍大；3.合理選擇襯里材料和電極材料，可測(cè)量各種腐蝕介質(zhì)的流量；4.安裝要求低；5.測(cè)量精度高；6.范圍廣。其局限性和缺點(diǎn)如下：1.介質(zhì)溫度不宜過(guò)高，一般不超過(guò)120℃℃, 壓力不大于1.6Mpa，流速不小于0.3ms；2.被測(cè)介質(zhì)必須是導(dǎo)電液體，不能測(cè)量石油產(chǎn)品、有機(jī)溶劑等導(dǎo)電性低的液體。它不能含有更多的鐵磁性物質(zhì)和氣泡，不能用于氣體、蒸汽、石油產(chǎn)品等非導(dǎo)電液體
3、電磁流量計(jì)工作時(shí)，發(fā)現(xiàn)信號(hào)越來(lái)越弱或突然下降?？赡艿脑蚣疤幚矸椒?/div>
1.測(cè)量管內(nèi)壁可能積有污垢，因此，應(yīng)清潔和擦拭電極
2.測(cè)量管內(nèi)襯可能損壞，應(yīng)更換
3.信號(hào)插座可能腐蝕，應(yīng)清潔或更換
4、接地注意事項(xiàng)
1.測(cè)量管、外殼、屏蔽線，轉(zhuǎn)換器和二次儀表應(yīng)接地
2.探測(cè)器和轉(zhuǎn)換器應(yīng)單獨(dú)接地，不得與電機(jī)和工藝管道連接
3.探測(cè)器和轉(zhuǎn)換器在現(xiàn)場(chǎng)接地，二次儀表的屏蔽層在控制室一側(cè)接地，切莫多端，以避免不同地電位的干擾；
2
4.若探測(cè)器安裝在金屬管上，且金屬管內(nèi)無(wú)絕緣層，則可在探測(cè)器接地端接地。如果探測(cè)器安裝在塑料管上，或安裝在有絕緣涂層或內(nèi)襯的管道上，探測(cè)器兩端應(yīng)安裝接地環(huán)，使管內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)對(duì)地短路，并具有零電位磁感應(yīng)（magnetic flux density），描述磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向的物理量，是一個(gè)向量，通常用符號(hào)B表示，國(guó)際單位是特斯拉（符號(hào)是t）。磁感應(yīng)也稱(chēng)為磁通密度或磁通密度。在物理學(xué)中，磁場(chǎng)的強(qiáng)度用磁感應(yīng)來(lái)表示。磁感應(yīng)強(qiáng)度越高，磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)；磁感應(yīng)越小，磁感應(yīng)越弱
由于磁通量變化引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)現(xiàn)象，當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切斷磁感應(yīng)線時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象稱(chēng)為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流稱(chēng)為感應(yīng)電流。這是初中物理教材中為讓學(xué)生理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的定義，不能完全概括電磁感應(yīng)現(xiàn)象：閉合線圈面積不變，磁場(chǎng)強(qiáng)度改變，磁通量就會(huì)改變，也會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。因此，準(zhǔn)確的定義如下：磁通量變化引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)現(xiàn)象[2]
電動(dòng)勢(shì)的方向（公式中的負(fù)號(hào)）由倫茨定律提供。Lenz定律指出，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙原始磁通量的變化。對(duì)于運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)，也可以用右手定則來(lái)確定感應(yīng)電流的方向，然后確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。下面的例子將解釋“通過(guò)電路的磁通量”的含義，有兩種方法可以改變通過(guò)電路的磁通量。至于電動(dòng)勢(shì)的感應(yīng)，改變的是它自身的磁場(chǎng)，比如改變產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流（就像變壓器一樣）。至于電動(dòng)勢(shì)，是整個(gè)或部分電路在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)發(fā)生了變化，例如在單極發(fā)電機(jī)中
磁力線是虛線，實(shí)際上并不存在。它們看不見(jiàn)也摸不著，但它們是真的（如微波爐）。你只能通過(guò)想象它們的存在，把它們的樣子畫(huà)在腦海或紙上，直觀生動(dòng)地描述和研究它們，也可以斜切，不垂直于繩子。只要能切斷磁力線，這里的棍子當(dāng)然是指所有物體做成的導(dǎo)電導(dǎo)體
感應(yīng)電是一種由導(dǎo)電設(shè)備攜帶的電。一般研究表明，人體對(duì)高壓電場(chǎng)下的靜電感應(yīng)電流更為敏感。當(dāng)0.1~0.2mA的感應(yīng)電流通過(guò)人體時(shí)，即使不接觸被測(cè)物體，也會(huì)有明顯的針刺感
由于液體的粘性，液體在管道中流動(dòng)時(shí)，同一截面上各點(diǎn)的速度不同。為了便于計(jì)算，引入了平均流速的概念，即假定水流截面上各點(diǎn)的流速是均勻分布的。流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)單位流截面的液體體積，在實(shí)際工程中，平均流量具有應(yīng)用價(jià)值。液壓缸工作時(shí)，活塞的速度等于缸內(nèi)液體的平均速度。根據(jù)上述公式，可以建立活塞速度V與液壓缸有效面積a和流量QV的關(guān)系：V=QVa，即輸入液壓缸的流量決定活塞運(yùn)動(dòng)速度
物體導(dǎo)電的能力稱(chēng)為導(dǎo)電能力。各種金屬的導(dǎo)電性各不相同。銀通常是*好的，其次是銅和金。固體的導(dǎo)電是指電子或離子在電場(chǎng)作用下在固體中的長(zhǎng)距離遷移，這種遷移通常由一種電荷載流子所支配，如電子導(dǎo)體，它主要由電子載流子組成；離子傳導(dǎo)，主要由離子載流子組成；混合導(dǎo)體既有載流子電子又有離子。另外，一些電學(xué)現(xiàn)象不是由載流子遷移引起的，而是由電場(chǎng)引起的固體極化引起的，如介電現(xiàn)象和介電材料
高壓電磁流量計(jì)的安裝要求
1.方向、磁場(chǎng)和振動(dòng)
直角高壓電磁流量計(jì)一般應(yīng)垂直安裝。臥式流量計(jì)可水平、垂直或傾斜安裝，其殼體上的箭頭應(yīng)與介質(zhì)的流向一致。在確定流量計(jì)安裝段位置時(shí)，應(yīng)考慮裝卸方便，盡量避免強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)振動(dòng)的影響。在管道上鋪設(shè)防震墊或加裝防震波紋管也可消除振動(dòng)。流量計(jì)安裝在室外時(shí)，應(yīng)有防曬、防雨、防污、防淹的設(shè)施
2直管段要求
為保證計(jì)量準(zhǔn)確，流量計(jì)上游直管段長(zhǎng)度不小于5dn，流量計(jì)下游直管段長(zhǎng)度不小于3DN，上游不設(shè)調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)流量只能在流量計(jì)下游閥門(mén)上進(jìn)行。法蘭連接
流量計(jì)（PN<6.3MPa）安裝時(shí)所用的非金屬密封墊片，不得伸入管道內(nèi)，以免影響
3的計(jì)量性能，確保滿(mǎn)管
高壓電磁流量計(jì)只有在介質(zhì)滿(mǎn)管時(shí)才能保證計(jì)量準(zhǔn)確。因此，不允許在非滿(mǎn)管或空管情況下工作
2.高壓電磁流量計(jì)信號(hào)輸出接線方法
1.智能積算器結(jié)構(gòu)
2、信號(hào)輸出接線圖
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