德國(guó)E+H電磁流量計(jì)的工作原理德國(guó)E+H電磁流量計(jì)有一系列優(yōu)良特性,可以解決其它流量計(jì)不易應(yīng)用的問(wèn)題,如臟污流、腐蝕流的測(cè)量。上世紀(jì)70、80年代電磁流量在技術(shù)上有重大突破,其應(yīng)用十分廣泛。
服務(wù)專(zhuān)員:趙春慧
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主營(yíng)產(chǎn)品有:進(jìn)口各種氣缸、流量控制元件、電磁閥、壓力控制元件、全氣控閥、功率閥、消聲器、檢測(cè)元件、壓縮空氣清凈化元件、真空用元件、氣動(dòng)輔助元件,傳感器等,竭誠(chéng)歡迎各位新老客戶(hù)光臨惠顧。
德國(guó)E+H電磁流量計(jì)優(yōu)點(diǎn):
測(cè)量通道是段光滑直管,不會(huì)阻塞,適用于測(cè)量含固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污水等
不產(chǎn)生流量檢測(cè)所造成的壓力損失,節(jié)能效果好
所測(cè)得體積流量實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的明顯影響;
流量范圍大,口徑范圍寬;
可應(yīng)用腐蝕性流體。
德國(guó)E+H電磁流量計(jì)缺點(diǎn):
不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體,如石油制品
不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體
不能用于較高溫度。
德國(guó)E+H電磁流量計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程;中小口徑常用于高要求或難測(cè)場(chǎng)合,如鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制,造紙工業(yè)測(cè)量紙漿液和黑液,化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)腐蝕液,有色冶金工業(yè)的礦漿;小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物化學(xué)等有衛(wèi)生要求的場(chǎng)所。
1. 概 述
電磁流量計(jì)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)EMF)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。50年代初EMF實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用,近年來(lái)世界范圍EMF產(chǎn)量約占工業(yè)流量?jī)x表臺(tái)數(shù)的5%~6.5%。 70年代以來(lái)出現(xiàn)鍵控低頻矩形波激磁方式,逐漸替代早期應(yīng)用的工頻交流激磁方式,儀表性能有了很大提高,得到更為廣泛的應(yīng)用。
2. 原理與機(jī)構(gòu)
EMF的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如圖1所示,導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng),與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì),電動(dòng)勢(shì)的方向按“弗來(lái)明右手規(guī)則”,其值如下式 式中 E-----感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),即流量信號(hào),V; k-----系數(shù); B-----磁感應(yīng)強(qiáng)度,T; D----測(cè)量管內(nèi)徑,m; --- 平均流速,m/s。 設(shè)液體的體積流量為,則 式中 K 為儀表常數(shù),K= 4 KB/πD 。 EMF由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。傳感器典型結(jié)構(gòu)示意如圖2,測(cè)量管上下裝有激磁線圈,通激磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過(guò)測(cè)量管,一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁與液體相接觸,引出感應(yīng)電勢(shì),送到轉(zhuǎn)換器。激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供。
3、 優(yōu) 點(diǎn)
EMF的測(cè)量通道是一段無(wú)阻流檢測(cè)件的光滑直管,因不易阻塞適用于測(cè)量含有固體顆粒或纖維的液固二相流體,如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。 EMF不產(chǎn)生因檢測(cè)流量所形成的壓力損失,儀表的阻力僅是同一長(zhǎng)度管道的沿程阻力,節(jié)能*,對(duì)于要求低阻力損失的大管徑供水管道zui為適合。 EMF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)變化明顯的影響。 與其他大部分流量?jī)x表相比,前置直管段要求較低。 EMF測(cè)量范圍度大,通常為20:1~50:1,可選流量范圍寬。滿(mǎn)度值液體流速可在0.5~10m/s內(nèi)選定。有些型號(hào)儀表可在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需要擴(kuò)大和縮小流量(例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù))不必取下作離線實(shí)流標(biāo)定。 EMF的口徑范圍比其他品種流量?jī)x表寬,從幾毫米到3m。可測(cè)正反雙向流量,也可測(cè)脈動(dòng)流量,只要脈動(dòng)頻率低于激磁頻率很多。儀表輸出本質(zhì)上是線性的。 易于選擇與流體接觸件的材料品種,可應(yīng)用于腐蝕性流體。
4、 缺 點(diǎn)
EMF不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體,如石油制品和有機(jī)溶劑等。不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。 通用型EMF由于襯里材料和電氣絕緣材料限制,不能用于較高溫度的液體;有些型號(hào)儀表用于過(guò)低于室溫的液體,因測(cè)量管外凝露(或霜)而破壞絕緣。
5、 分 類(lèi)
市場(chǎng)上通用型產(chǎn)品和特殊型儀表可以從不同角度分類(lèi)。 如按激磁電流方式劃分,有直流激磁、交流(工頻或其他頻率)激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁。幾種激磁方式的波形見(jiàn)圖3。 按輸出信號(hào)連線和激磁(或電源)連線的制式分類(lèi),有四線制和二線制。 按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類(lèi),有分離型和一體型。 按流量傳感器與管道連接方法分類(lèi),有法蘭連接、法蘭夾裝連接、衛(wèi)生型連接和螺紋連接。 按流量傳感器電極是否與被測(cè)液體接觸分類(lèi),有接觸型和非接觸型。按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類(lèi),有短管型和插入型。 按用途分類(lèi),有通用型、防爆型、衛(wèi)生型、防侵水型和潛水型等。
德國(guó)E+H電磁流量計(jì) 選用考慮要點(diǎn)
德國(guó)E+H電磁流量計(jì)的工作原理6.1 應(yīng)用概況
EMF應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程。中小口徑常用于固液雙相等難測(cè)流體或高要求場(chǎng)所,如測(cè)量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)腐蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏,長(zhǎng)距離管道煤的水力輸送的流量測(cè)量和控制。小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場(chǎng)所。
安裝使用注意事項(xiàng)
7.1 使用時(shí)應(yīng)注意的一般事項(xiàng) 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(kāi)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)設(shè)于傳感器下游。使用時(shí)傳感器測(cè)量管必須充滿(mǎn)液體(非滿(mǎn)管型例外)。有混合時(shí),其分布應(yīng)大體均勻。 液體應(yīng)與地同電位,必須接地。如工藝管道用塑料等絕緣材料時(shí),輸送液體產(chǎn)生摩檫靜電等原因,造成液體與地間有電位差。
7.2 流量傳感器安裝
(1) 安裝場(chǎng)所通常電磁流量傳感器外殼防護(hù)等極為IP65(GB 4208規(guī)定的防塵防噴水級(jí)),對(duì)安裝場(chǎng)所有以下要求。
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)充分完成段的下游;
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(kāi)周?chē)h(huán)境有高濃度腐蝕性氣體;
7) 環(huán)境溫度在-25/-10~50/600℃范圍內(nèi),一體形結(jié)構(gòu)溫度還受制于電子元器件,范圍要窄些;
8) 環(huán)境相對(duì)濕度在10%~90%范圍內(nèi);
9) 盡可能避免受陽(yáng)光直照;
10) 避免雨水浸淋,不會(huì)被水浸沒(méi)。如果防護(hù)等級(jí)是IP67(防塵防浸水級(jí))或IP68 (防塵防潛水級(jí)),則無(wú)需上述8)、10)兩項(xiàng)要求。
德國(guó)E+H電磁流量計(jì)工作原理
電磁流量計(jì)(Eletromagnetic Flowmeters,簡(jiǎn)稱(chēng)EMF)是20世紀(jì)50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的新型流量測(cè)量?jī)x表。電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的,電磁流量計(jì)用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。由于其*的優(yōu)點(diǎn),電磁流量計(jì)目前已廣泛地被應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程中各種導(dǎo)電液體的流量測(cè)量,如各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì);電磁流量計(jì)各種漿液流量測(cè)量,形成了*的應(yīng)用領(lǐng)域。
在結(jié)構(gòu)上,電磁流量計(jì)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(guò)程管道上,它的作用是將流進(jìn)管道內(nèi)的液體體積流量值線性地變換成感生電勢(shì)信號(hào),并通過(guò)傳輸線將此信號(hào)送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝在離傳感器不太遠(yuǎn)的地方,它將傳感器送來(lái)的流量信號(hào)進(jìn)行放大,并轉(zhuǎn)換成流量信號(hào)成正比的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出,以進(jìn)行顯示,累積和調(diào)節(jié)控制。
德國(guó)E+H電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)的基本原理
(一)測(cè)量原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)一導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí),在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢(shì)e,其方向由右手定則確定,其大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的長(zhǎng)度L及導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)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(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u(mài)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(圖3—17)則可以證明,只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱(chēng)分布,兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì):
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(jiàn),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,必須使測(cè)量條件滿(mǎn)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(chēng)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。
圖3-17 電磁流量計(jì)原理簡(jiǎn)圖
1-磁極;2-電極;3-管道
(二)勵(lì)磁方式
勵(lì)磁方式即產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式.由前述可知,為使式(3—37)嚴(yán)格成立,*個(gè)必須滿(mǎn)足的條件就是要有一個(gè)均勻恒定的磁場(chǎng).為此,就需要選擇一種合適的勵(lì)磁方式。目前,一般有三種勵(lì)碰方式,即直流勵(lì)磁、交流勵(lì)磁和低頻方波勵(lì)磁.現(xiàn)分別予以介紹.德國(guó)E+H電磁流量計(jì)的工作原理