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介绍电磁流量计原理及应用现场

作者:?发布时间:2018-12-13 10:07:26?浏览次数:

 电磁流量计是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的,用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点,电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量,如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;电磁流量计各种浆液流量测量,形成了独特的应用领域。

在结构上,电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上,它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号,并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方,它将传感器送来的流量信号进行放大,并转换成流量信号成正比的标准电信号输出,以进行显示,累积和调节控制。

1 电磁流量计的基本原理

1.1 测量原理。

根据法拉第电磁感应定律,即导电物体在磁场中作切割磁力线运动时,导体中产生感应电动势E

E=K×B×d×V

流量Q=3600×V×S

其中:K,仪表系数

B,磁感应强度(T)

d,电极间距(M)

V,流体平均流速(m/s)

S,导管内截面积(m2)

仪表工作状态:仪表上电后首先自检,1秒后进入运行状态,屏幕显示瞬时流量和累计流量,同时绿灯闪烁,当检测到流量为零时,仪表显示为空管状态,同时红灯闪烁。此时,可以按“F”进入参数设定状态。

仪表的参数设定方法:通过按“F”键,可循环显示下列参数:量程→直径→系数K1→K2→K3→K4→阻尼→累计清零→手动校零

注意:不得随意进行手动校零,否则会造成仪表测量不准确。手动校零必须在测量管道内满管,流量为零时才能进行。

需要说明的是,必须使测量条件满足下列假定:①磁场是均匀分布的恒定磁场;②被测流体的流速轴对称分布;③被测液体是非磁性的;④被测液体的电导率均匀且各向同性。

1.2 励磁方式。

励磁方式即产生磁场的方式。为使严格成立,第一个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场。为此,就需要选择一种合适的励磁方式。目前,一般有三种励碰方式,即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。现分别予以介绍。

1.2.1 直流励磁。

直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁,它能产生一个恒定的均匀磁场。这种直流励磁变送器的最大优点是受交流电磁场干扰影响很小,因而可以忽略液体中的自感现象的影响。但是,使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化,即电解质在电场中被电解,产生正负离子。在电场力的作用下,负离子跑向正极,正离子跑向负极.这样,将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围,严重影响电磁流量计的正常工作。所以,直流励磁一般只用于测量非电解质液体,如液态金属等。

1.2.2 交流励磁。

目前,工业上使用的电磁流量计,大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式,即它的磁场是由正弦交变电流产生的,所以产生的磁场也是一个交变磁场。交变磁场变送器的主要优点是消除了电极表面的极化于扰。另外,由于磁场是交变的,所以输出信号也是交变信号,放大和转换低电平的交流信号要比直流信号容易得多。值得注意的是,用交流磁场会带来一系列的电磁干扰问题。例如正交干扰。同相干扰等、这些干扰信号与有用的流量信号混杂在一起。因此,如何正确区分流量信号与干扰信号,并如何有效地抑制和排除各种干扰信号,就成为交流励磁电磁流量计研制的重要课题。

1.2.3 低频方波励磁。

直流励磁方式和交流励滋方式各有优缺点,为了充分发挥它们的优点,尽量避免它们的缺点,20世纪70年代以来,人们开始采用低频方波励磁方式。它的频率通常为工频的1/4-l/10。

在半个周期内,磁场是恒稳的直流磁场,它具有直流励磁的特点,受电磁干扰影响很小。从整个时间过程看,方波信号又是一个交变的信号,所以它能克服直流励滋易产生的极化现象。因此,低频方波励磁是一种比较好的励磁方式,目前已在电磁流量计上广泛的应用。概括一下,电磁流量计具有如下几个优点:①电磁流量计能避免交流磁场的正交电磁干扰;②电磁流量计消除由分布电容引起的工频干扰;③电磁流量计抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流;④电磁流量计排除直流励磁的极化现象。


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