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橫河電磁流量計(jì)技術(shù)原理

2013年07月29日 22:52:21人氣：1219來源：深圳市華倫康盛科技有限公司

橫河電磁流量計(jì)技術(shù)原理

測(cè)量原理

電磁流量計(jì)是利用電磁感應(yīng)原理，測(cè)出流體在電磁場(chǎng)中流動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，從而得出流量的儀器。

50年代后期，電磁流量計(jì)在日本作為過程工業(yè)用儀表得到應(yīng)用，此后，為了發(fā)揮其*特性又多次進(jìn)行了技術(shù)革新和功能強(qiáng)化。電磁流量計(jì)能夠測(cè)量所有具有導(dǎo)電性的液體，目前已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品中，從2.5mm小口徑到2000mm以上的大流量都能夠測(cè)量，被廣泛使用。

測(cè)量原理

利用了法拉第（Faraday 英1791～1867）定律，即當(dāng)在磁場(chǎng)中流過液體時(shí)，由電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)與流速成比例。根據(jù)弗萊明（Fleming 英1849～1945）的右手法則，電動(dòng)勢(shì)的方向與液體流動(dòng)方向及磁場(chǎng)方向均成直角。通過安裝在測(cè)量管內(nèi)的一對(duì)電極可以測(cè)出產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。

電磁流量計(jì)測(cè)量原理

圖中電動(dòng)勢(shì)E的大小可用下列公式表示:

體積流量Q等于管道的橫截面積×平均流速:

因此，從這些公式得出:

轉(zhuǎn)換器

向勵(lì)磁線圈供給勵(lì)磁電流，在電極中產(chǎn)生數(shù)毫伏的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，輸出換算為體積流量Q的統(tǒng)一信號(hào)4-20mA和累加流量用的脈沖信號(hào)。

zui初勵(lì)磁電源中使用的是商用電源，現(xiàn)在使用了能夠有效提高精度的6Hz左右的低頻勵(lì)磁以及矩形波勵(lì)磁。并且，為了提高性能（如泥漿噪聲的對(duì)策和應(yīng)答性能的改善），采用了雙頻勵(lì)磁等方法。與過去相比，有了顯著的進(jìn)步。

電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換部分電路構(gòu)成示例

雙頻勵(lì)磁方式的原理構(gòu)成

電容式

在液體中電場(chǎng)因靜電感應(yīng)會(huì)在陶瓷管外側(cè)的平板電極上產(chǎn)生電荷，電容式電磁流量計(jì)可將該電荷作為電壓檢測(cè)出來。以往的電磁流量計(jì)不能測(cè)量5μS/cm以下的低電導(dǎo)率液體，電容式電磁流量計(jì)可穩(wěn)定測(cè)量純水、糖水、酒精等低導(dǎo)電率液體（0.01μS/cm以上），由于采用了不接觸液體的電極，所以在理論上不會(huì)發(fā)生泥漿噪聲，是劃時(shí)代的流量計(jì)。

電容式電磁流量計(jì)的原理構(gòu)成

選型

口徑的選擇

在流速換算中，流量測(cè)量量程可在0.3～10m/s之間自由變換。通常選擇與管道相同的口徑，但以下條件時(shí)，可選擇與管道不同的口徑。

流速: 1～5m/s左右

流體具有磨損性時(shí): 流速3m/s以下

流體容易粘著物體時(shí): 流速3m/s以上

下圖表示了中小口徑的尺寸數(shù)據(jù)，流量、流速、口徑的關(guān)系可一目了然。

（流速越快，精度越高）

電磁流量計(jì)的尺寸數(shù)據(jù)

襯里的選擇

襯里是指流量計(jì)管道內(nèi)的隔離層。根據(jù)流體的種類及溫度不同，襯里的材質(zhì)可在聚四氟乙烯類的PFA、聚氨酯橡膠、陶瓷3種類型中選擇。

各種襯里的特點(diǎn)

襯里材質(zhì)	測(cè)量流體實(shí)例	特點(diǎn)	備注
PFA	氫氟酸、鹽酸、醋酸等強(qiáng)滲透性流體，易附著、易固化的流體，腐蝕性流體（電解液體、苛性鈉、硫酸），其他的一般液體	襯里的耐腐蝕性強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高	流體溫度為-10～160℃時(shí)，需注意滲透
		內(nèi)部平滑，耐附著性強(qiáng)
聚氨酯橡膠	自來水、污水、工業(yè)用水、污泥、海水等	耐磨損性強(qiáng)，適用于土砂混合的泥水流體	流體溫度為0～40℃，不適用于有機(jī)溶劑的混合液體
		適用于弱酸、弱堿流體
陶瓷	硬質(zhì)泥漿、腐蝕性流體、附著性流體、高溫流體、高壓流體	耐磨損性約為聚氨酯橡膠的10倍，高溫高壓下不變形，具有適用于耐泥漿噪聲和滲透性流體的電極結(jié)構(gòu)	用于氫氟酸、磷酸、強(qiáng)堿時(shí)，需注意

電極材質(zhì)的選擇

參考下表選擇電極材質(zhì)。即使很小的電極腐蝕和磨損也有可能成為絕緣劣化和液體泄漏等異常發(fā)生的主要原因，因此必須十分注意材質(zhì)的選擇。

電極材質(zhì)的特點(diǎn)

電極材質(zhì)	測(cè)量流體實(shí)例	特點(diǎn)
SUS316L	自來水、污水	不適用于海水、鹽酸、硫酸、硝酸、氫氧化鈉
哈式合金C	醋酸、氫氧化鈉	不適用于鹽酸、硫酸、硝酸等
鉭	海水、鹽酸、硫酸、硝酸、醋酸、氯化銅、醋酸鉛、次氯酸	適用于大部分藥品。氟化系藥品存在問題
鈦	海水、醋酸、氯化鈉	不適用于鹽酸、硫酸、硝酸
鉑-銥	海水、醋酸、氫氧化鈉、硫酸、硝酸、次氯酸鈉	適用于大部分藥品
鉑鋁		不適用于王水、次氯酸、氯化銅、氰化鹽
含陶合金
（僅陶瓷襯里用）
碳化鎢	紅泥泥漿、礦石泥漿、氧化鐵泥漿、高濃度紙漿	適用于磨耗性液體，尤其是泥漿流體。不適用于腐蝕性流體

特點(diǎn)

輸出信號(hào)和體積流量成正比。
量程范圍寬，可輕松改變量程。
高精度，20%以上的流量精度在指示值的±0.5%以內(nèi)。
不受流體的溫度、壓力、密度、黏度的影響。
普通產(chǎn)品無法測(cè)量電導(dǎo)率為5μS/cm以下的流體，但電容式電磁流量計(jì)可測(cè)量至0.01μS/cm。
電容式為非接液電極型，可測(cè)量纖維質(zhì)流體和泥漿。
無壓力損失。流體中固體附著的情況也很少。
zui適用于測(cè)量腐蝕性流體的流量。
結(jié)構(gòu)上無可動(dòng)部件，故障極少。

關(guān)鍵詞：流量計(jì)轉(zhuǎn)換器電導(dǎo)率

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