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除鹽水流量計

一、除鹽水流量計原理

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在磁感應(yīng)強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內(nèi)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(nèi)流速分布為軸對稱分布，兩電極之間產(chǎn)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(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)電動勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系，與磁場的磁

感應(yīng)強度B

成反比，與其它物理參數(shù)無關(guān)。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

二、優(yōu)點

1、電磁流量計的丈量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管，因不易梗阻，適用于丈量

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。

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

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

3、電磁流量計所測得的體積流量，實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率

（只要在某閾值以上）變化顯著的影響。

4、與其他大部分流量儀表比擬，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、電磁流量計的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，從幾毫米到3m?？蓽y正反雙向流量，也可測脈動流量，只要脈動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、1.0級；插入式2.5級。

測量介質(zhì)：電導率大于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)、測量導管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。

電磁流量計產(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。直流磁路用*磁鐵來實現(xiàn)，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)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(nèi)的電解質(zhì)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(xiàn)象，并導致兩電極之間內(nèi)阻增大，因而嚴重影響儀表正常工作。當管道直徑較大時，*磁鐵相應(yīng)也很大，笨重且不經(jīng)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(chǎn)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(yīng)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(yīng)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(nèi)側(cè)及法蘭密封面上，有一層完整的電絕緣襯里。它直接接觸被測液體，其作用是增加測量導管的耐腐蝕性，防止感應(yīng)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(zhuǎn)換器：由液體流動產(chǎn)生的感應(yīng)電勢信號十分微弱，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)電勢信號放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標準信號并抑制主要的干擾信號。其任務(wù)是把電極檢測到的感應(yīng)電勢信號Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標準直流信號。

五、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(nèi)*流動部件，無壓損，直管段要求較低。對漿液測量有*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)換器采用新穎勵磁方式，功耗低、零點穩(wěn)定、精確度高。流量范圍度可達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、流量計為雙向測量系統(tǒng)，內(nèi)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(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(yīng)電壓信號與平均流速呈線性關(guān)系，因此測量精度高。

10、測量管道內(nèi)無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內(nèi)無可動部件，因此傳感器壽命極長。

11、由于感應(yīng)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(zhuǎn)換器采用*的單片機（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零點穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)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(tǒng)，可測正向流量、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)品的性能在長時候內(nèi)保持穩(wěn)定。

六、注意事項

1、 精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級，做到經(jīng)濟合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計量的場合，應(yīng)該選擇精度等級高些，如1.0級、0.5級，或者更高等級; 用于過程控制的場合，根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做精確控制和計量的場合，可以選擇精度等級稍低的，如1.5級、2.5級，甚至 4.0級，這時可以選用價格低廉的插入式電磁流量計。

2、測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質(zhì)時，電磁流量計的滿度 流量可以在測量介質(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)視測量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定，即當管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準 確度不能保證時，需要縮小儀表口徑，從而提 高管內(nèi)流速，得到滿意測量結(jié)果。

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

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

5、流量計周圍應(yīng)有充裕的空間，便于檢測與維修。

七、安裝

1、對安裝場所的要求。 

　　1）、測量混合相流體時，選擇不會引起相分離的場所，測量雙組分液體時，避免裝在混合尚未均勻的下游，測量化學反應(yīng)管道時，要裝在反應(yīng)充分完成段。
　　2）、盡可能避免測量管內(nèi)變成負壓。
　　3）、選擇震動小的場所，特別對一體型儀表。
　　4）、避免附近有大電機、大變壓器等，以免引起電磁場干擾。
　　5）、易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所。
　　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)境相對濕度在10%-9O%范圍內(nèi)，盡可能避免陽光直射。 
　　8）、液體應(yīng)具有測量所需的電導率，并要求電導率分布大體上均勻。因此流量傳感器安裝要避開容易產(chǎn)生電導率不均勻場所，例如其上游附近加入藥液，加液點位于傳感器下游。
　　2 、直管段長度要求，電磁流量計對前后直管段要求比較低，對于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，不是傳感器進口端連接面>5倍直徑長度的直管段，不同開度的閥則需1OD，下游直管段為3D。測量不同介質(zhì)的混合液體時，混合點與流量計之間的距離zui少要大于30D.
　　3、安裝位置和流動方向，傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可，不受限制。但測量固、液兩相流體垂直安裝，自下而上流動。這樣能避免水平安裝時襯里下半部局部磨損嚴重，低流速時固相沉淀等缺點。水平安裝時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，應(yīng)使流動方向向上，這樣可以使無流量或小流量時，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)上升離開流量計的傳感器電極區(qū)。

4 、接地 傳感器必須單獨接地，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。