電磁流量計工作原理以及現(xiàn)場安裝示意圖
電磁流量計(EMF)是20世紀(jì)50年代和60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種新型流量計,電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制造的。電磁流量計用于測量導(dǎo)電液體的體積流量。電磁流量計以其獨特的優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程中各種導(dǎo)電液體的流量測量,如酸、堿、鹽等各種腐蝕性介質(zhì),電磁流量計的各種泥漿流量測量都有其獨特的優(yōu)點。形成了一個***的應(yīng)用程序字段。
在結(jié)構(gòu)上,電磁流量計由電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器組成。傳感器安裝在工業(yè)過程管道中。其作用是將液體的體積流量值線性地轉(zhuǎn)換成感生電位信號,并通過傳輸線將信號發(fā)送給轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝在離傳感器不太遠(yuǎn)的地方。它放大來自傳感器的流量信號,并將其轉(zhuǎn)換成與流量信號成比例的標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出,用于顯示、積累和調(diào)節(jié)控制。
(1)測量原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體在磁場中切斷磁力線時,導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢e。它的方向由右手定則決定。它的大小與磁場的磁感應(yīng)強度b、磁場中導(dǎo)體的長度l和導(dǎo)體的速度u成正比。如果b,l和u相互垂直。筆直,
同樣,在具有磁感應(yīng)強度b的均勻磁場中,將內(nèi)徑d的非磁性管道垂直于磁場方向放置。當(dāng)導(dǎo)電液體以u的速度在管道中流動時,導(dǎo)電液體會切斷磁力線。如果在垂直于管道橫截面上磁場的直徑兩端安裝一對電極(圖3-17)。結(jié)果表明,只要管道內(nèi)的速度分布是軸對稱的,兩個電極之間的感應(yīng)電動勢也會產(chǎn)生。
在公式中,得到了管道橫截面上的平均流速。由此可知,管道的體積流量如下:
由公式可知,體積流量qv與感應(yīng)電動勢e和測量管直徑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)。這是電磁流量計的測量原理。
應(yīng)指出,為了使公式(3-37)嚴(yán)格有效,必須在測量條件下滿足以下假設(shè):
出口排放管的安裝應(yīng)安裝在管道的下部。
如果管降超過5 m,排氣閥安裝在傳感器的下游。
控制閥和截止閥應(yīng)安裝在傳感器的下游,而不是傳感器的上游。
傳感器不得安裝在泵的入口和出口,應(yīng)安裝在泵的出口。
(二)電磁流量計的分類
電磁流量計的種類:一體式、插入式、分體式。
效驗方法:管道標(biāo)定。
工作原理:是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,再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(dāng)導(dǎo)電液體沿測量管軸線運動時,導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢。主要有在線和離線校驗兩種。
在線校驗:采用外夾式超聲波流量計對電磁流量計測量的管道進(jìn)行比對校驗,驗證電磁流量計是否偏差過大。這種方法精度偏低,只能定性的判定結(jié)果。
離線檢驗:就是在標(biāo)定裝置上進(jìn)行檢驗,一般介質(zhì)為水。標(biāo)定裝置有容積式標(biāo)準(zhǔn)裝置、稱重式標(biāo)準(zhǔn)裝置兩大類。通過標(biāo)定就可以準(zhǔn)確地得出被測的電磁流量計精度了。
按流量傳感器與管道連接方式分類,有螺紋連接(油任連接的高壓電磁流量計)、夾持型(電磁流量計)、法蘭型、衛(wèi)生型(電磁流量計)、插入型(電磁流量計)。按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類,有分體型和一體型。
按流量傳感器電極是否與被測液體接觸分類,有接觸型和非接觸型。
按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類,有短管型和插入型(電磁流量計)。
按用途分類,有防侵水型、防爆型電磁流量計、衛(wèi)生型、通用型和用于明渠流量測量的潛水型(明渠流量計)。
電磁流量計按激磁電流方式分為直流激磁,交流激磁,低頻矩形波激磁,雙頻激磁。
電磁流量計按輸出信號連接和激磁(或電源)連線制式分為四線制,二線制。
電磁流量計是應(yīng)用導(dǎo)電體在磁場中運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,而感應(yīng)電動勢又和流量大小成正比,通過測電動勢來反映管道流量的原理而制成的。其測量精度和靈敏度都較高。工業(yè)上多用以測量水、礦漿等介質(zhì)的流量??蓽y***大管徑達(dá)2m,而且壓損極小。但導(dǎo)電率低的介質(zhì),如氣體、蒸汽等則不能應(yīng)用。