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  行业资讯
电磁流量计功能差别很大测量单向流量只输出模拟信号一
2012-3-16 13:20:39


电磁流量计(以下简称LDE)是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。50年代初EMF实现了工业化应用,近年来世界范围EMF产量约占工业流量仪表台数的5%~6.5%。
  70年代以来出现键控低频矩形波激磁方式,逐渐替代早期应用的工频交流激磁方式,仪表性能有了很大提高,得到更为广泛的应用。
   2. 原理与机构
    电磁流量计的基本原理是法拉第电磁感应定律,即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。如图1所示,导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动,与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势,电动势的方向按“弗来明右手规则”,其值如下式
    式中 E-----感应电动势,即流量信号,V;
  k-----系数;
  B-----磁感应强度,T;
  D----测量管内径,m;
  --- 平均流速,m/s。
    设液体的体积流量为
  ,则
  式中 K 为仪表常数,K= 4 KB/πD 。
  电磁流量计由流量传感器和转换器两大部分组成。传感器典型结构示意如图2,测量管上下装有激磁线圈,通激磁电流后产生磁场穿过测量管,一对电极装在测量管内壁与液体相接触,引出感应电势,送到转换器。激磁电流则由转换器提供。
      3、 优 点
  电磁流量计的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管,因不易阻塞适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体,如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等。
  电磁流量计不产生因检测流量所形成的压力损失,仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力,节能效果显著,对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。
  电磁流量计所测得的体积流量,实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率(只要在某阈值以上)变化明显的影响。
   与其他大部分流量仪表相比,前置直管段要求较低。
  电磁流量计测量范围度大,通常为20:1~50:1,可选流量范围宽。满度值液体流速可在0.5~10m/s内选定。有些型号仪表可在现场根据需要扩大和缩小流量(例如设有4位数电位器设定仪表常数)不必取下作离线实流标定。
  电磁流量计的口径范围比其他品种流量仪表宽,从几毫米到3m。可测正反双向流量,也可测脉动流量,只要脉动频率低于激磁频率很多。仪表输出本质上是线性的。
     易于选择与流体接触件的材料品种,可应用于腐蚀性流体。
      4、 缺 点
  LDE不能测量电导率很低的液体,如石油制品和有机溶剂等。不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。
  通用型LDE由于衬里材料和电气绝缘材料限制,不能用于较高温度的液体;有些型号仪表用于过低于室温的液体,因测量管外凝露(或霜)而破坏绝缘。
    5、 分 类
  场上通用型产品和特殊型仪表可以从不同角度分类。
  如按激磁电流方式划分,有直流激磁、交流(工频或其他频率)激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁。几种激磁方式的波形见图3。
  按输出信号连线和激磁(或电源)连线的制式分类,有四线制和二线制。
  按转换器与传感器组装方式分类,有分离型和一体型。
  按流量传感器与管道连接方法分类,有法兰连接、法兰夹装连接、卫生型连接和螺纹连接。
  按流量传感器电极是否与被测液体接触分类,有接触型和非接触型。按流量传感器结构分类,有短管型和插入型。
  按用途分类,有通用型、防爆型、卫生型、防侵水型和潜水型等。
  6. 选用考虑要点
  6.1 应用概况
 LDE应用领域广泛。大口径仪表较多应用于给排水工程。中小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所,如测量造纸工业纸浆液和黑液、有色冶金业的矿浆、选煤厂的煤浆、化学工业的强腐蚀液以及钢铁工业高炉风口冷却水控制和监漏,长距离管道煤的水力输送的流量测量和控制。小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物工程等有卫生要求的场所。
  6.2精度等级和功能
 市场上通用型LDE的性能有较大差别,有些精度高、功能多,有些精度低、功能简单。精度高的仪表基本误差为(±0.5%~±1%)R,精度低的仪表则为(±1.5%~±2.5%)FS,两者价格相差1~2倍。因此测量精度要求不很高的场所(例如非贸易核算仅以控制为目的,只要求高可靠性和优良重复性的场所)选用高精度仪表在经济上是不合算的。
  有些型号仪表声称有更高的精确度,基本误差仅(±0.2%~±0.3%)R,但有严格的安装要求和参比条件,例如环境温度20~22℃,前后置直管段长度要求分别大于10D,3D(通常为5D,2D)甚至提出流量传感器要与前后置直管组成一体在流量标准装置上作实流校准,以减少夹装不善的影响。因此在多种型号选择比较时不要单纯只看高指标,要详细阅读制造厂样本或说明书做综合分析。
   市场上电磁流量计的功能差别也很大,简单的就只是测量单向流量,只输出模拟信号带动后位仪表;多功能仪表有测双向流、量程切换、上下限流量报警、空管和电源切断报警、小信号切除、流量显示和总量计算、自动核对和故障自诊断、与上位机通信和运动组态等。有些型号仪表的串行数字通信功能可选多种通信接口和专用芯片(ASIC),以连接HART协议系统、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF现场总线等。