一、工作原理

電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì),。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小,，可測(cè)流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20：1以上,，適用的工業(yè)管徑范圍寬,，最大可達(dá)3m，輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性,，精確度較高,，可測(cè)量電導(dǎo)率≥5μs/cm的酸、堿,、鹽溶液,、水、污水,、腐蝕性液體以及泥漿,、礦漿,、紙漿等的流體流量。但它不能測(cè)量氣體,、蒸汽以及純凈水的流量,。

當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),，感應(yīng)電勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比,。同理，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線時(shí),，也會(huì)在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),。感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判定，感應(yīng)電勢(shì)的大小由下式確定：

Ex=BDv－－－－－－－－－－－－－－－－-式（1）

式中Ex—感應(yīng)電勢(shì),，V,；
　　B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T
　　D—管道內(nèi)徑,，m
　　v—液體的平均流速,，m/s

然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（πD2）/4的乘積，將式（1）代入該式得：

Qv=(πD/4B)* Ex －－－－－－－－-式（2）

由上式可知,，在管道直徑D己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí),，被測(cè)體積流量與感應(yīng)電勢(shì)呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極,，就可引入感應(yīng)電勢(shì)Ex,，測(cè)量此電勢(shì)的大小，就可求得體積流量,。

據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,，在與測(cè)量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管軸線運(yùn)動(dòng)時(shí),，導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),，此感應(yīng)電勢(shì)由兩個(gè)檢測(cè)電極檢出，數(shù)值大小與流速成正比例,，其值為：

E=B·V·D·K

式中： E－感應(yīng)電勢(shì),；

K－與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)；

B－磁感應(yīng)強(qiáng)度,；

V－導(dǎo)電液體平均流速,；

D－電極間距；（測(cè)量管內(nèi)直徑）

傳感器將感應(yīng)電勢(shì)E作為流量信號(hào),，傳送到轉(zhuǎn)換器,，經(jīng)放大，變換濾波等信號(hào)處理后,，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量,。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出,，報(bào)警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS－485等通訊接口,，并支持HART和MODBUS協(xié)議,。

注：不同電磁流量計(jì)參數(shù)略有差異，使用時(shí)請(qǐng)務(wù)必查看說(shuō)明書,。

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,，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v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)電極則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱分布,，兩電極之間產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)：

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(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，必須使電磁流量計(jì)測(cè)量條件滿足下列假定：

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,。

二,、使用特點(diǎn)

1、測(cè)量不受流體密度,、粘度,、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響,；

2,、測(cè)量管內(nèi)無(wú)阻礙流動(dòng)部件，無(wú)壓損,，直管段要求較低,。對(duì)漿液測(cè)量有獨(dú)特的適應(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(lì)磁方式,，功耗低,、零點(diǎn)穩(wěn)定、精確度高,。流量范圍度可達(dá)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(jì)為雙向測(cè)量系統(tǒng),，內(nèi)裝三個(gè)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(cè)量精度不受流體密度、粘度,、溫度,、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系,，因此測(cè)量精度高,。

10、測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻流件,，因此沒(méi)有附加的壓力損失,；測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長(zhǎng),。

11,、由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿磁場(chǎng)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(zhǎng)度為5倍的管道直徑,。

12、轉(zhuǎn)換器采用國(guó)際最新最先進(jìn)的單片機(jī)（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT）,，性能可靠,，精度高，功耗低,，零點(diǎn)穩(wěn)定,，參數(shù)設(shè)定方便。點(diǎn)擊中文顯示LCD,，顯示累積流量,，瞬時(shí)流量、流速,、流量百分比等,。

13、雙向測(cè)量系統(tǒng),，可測(cè)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(zhǎng)時(shí)候內(nèi)保持穩(wěn)定,。

三、注意事項(xiàng)

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

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

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

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

5,、流量計(jì)周圍應(yīng)有充裕的空間,，便于檢測(cè)與維修。

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