工作原理
電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在測(cè)量原水流量中,測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí),則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測(cè)量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠,特氟隆等)實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離。智能電磁流量計(jì)按安裝方式分為管道式和插入式兩種類型。兩種型式均由傳感器和智能信號(hào)轉(zhuǎn)換器組成,根據(jù)轉(zhuǎn)換器與傳感器的裝配形式可分為一體式和分體式二種結(jié)構(gòu)。一體式:轉(zhuǎn)換器與傳感器直接裝配成一個(gè)整體,不可分離。常用于環(huán)鏡狀況較好的現(xiàn)場(chǎng)。分體式:轉(zhuǎn)換器通過一根專用電纜與傳感器組成的一臺(tái)產(chǎn)品,傳感器安裝在現(xiàn)場(chǎng),轉(zhuǎn)換器安裝在條件較好的場(chǎng)所。常用于環(huán)鏡狀況較差的現(xiàn)場(chǎng),如地進(jìn)里,高溫旁,人員不便到達(dá)的地方。管道式一般適用于中小口徑的測(cè)量,特殊情況可定制,插入式一般適用于較大口徑管道流量的測(cè)量。
原理導(dǎo)圖
當(dāng)導(dǎo)電流體流過垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)時(shí),導(dǎo)電液體感應(yīng)出與平均流速成正比的感應(yīng)電壓E,其感應(yīng)電壓通過兩個(gè)直接與流體接觸的電極檢出,經(jīng)轉(zhuǎn)換器放大、濾波、整形,送至MCU,完成瞬時(shí)流量、累積流量的顯示及輸出控制。E=KBVD式中:E---感應(yīng)電壓 K---儀表常數(shù) B---磁感應(yīng)強(qiáng)度V---測(cè)量管面內(nèi)平均流速 D---流量計(jì)的通徑
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖
一款好的電磁流量計(jì),具有較高的測(cè)量準(zhǔn)確度,穩(wěn)定的產(chǎn)品性能,目前電磁流量計(jì)的準(zhǔn)確一般為0.3級(jí)、0.5級(jí),而部分小口徑產(chǎn)品可以做到0.2級(jí)。由于其測(cè)量原理的特殊性,需要測(cè)量介質(zhì)具有一定的電導(dǎo)率(一般大于5us/cm),同時(shí)測(cè)量始動(dòng)流速也有一定的要求(一般大于0.5m/s)。
電磁流量計(jì)的優(yōu)勢(shì):
(1)測(cè)量管內(nèi)無1阻1礙1流動(dòng)部件,無壓損,直管段要求相對(duì)較低;
(2)測(cè)量精度高,穩(wěn)定性強(qiáng),抗振動(dòng)干1擾1能力強(qiáng);
(3)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;
(4)具有多種電極和襯里選擇,抗介質(zhì)腐蝕能力強(qiáng)。
(5)具有較大的量程比,一般0.5-5m/s流速下為10:1,部分口徑及流速下可以做到100:1,甚至150:1
電磁流量計(jì)的局限性:
(1)測(cè)量介質(zhì),必需具有一定的電導(dǎo)率(一般大于5us/cm),同時(shí)測(cè)量始動(dòng)流速也有一定的要求(一般大于0.5m/s)
(2)測(cè)量介質(zhì)的溫度受限于襯里材質(zhì),對(duì)于高溫介質(zhì)的測(cè)量效果不佳。
(3)無法測(cè)量氣體、蒸氣等介質(zhì)。
(4)測(cè)量電極長(zhǎng)時(shí)間工作,可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢情況,需清潔后才可測(cè)量
(5)對(duì)于高粘稠介質(zhì)和固液兩相介質(zhì)的則量,需采用高頻勵(lì)磁方式,低頻低磁精度差。
(6)由于傳感器結(jié)構(gòu)原理的限制,大口徑產(chǎn)品成本過高,導(dǎo)致產(chǎn)品口徑增大,價(jià)格直線增高。
(7)由于其原理限制,儀表傳感器線圈需通電產(chǎn)生磁場(chǎng),其功耗相對(duì)較高,不太適合電池供電。
雖然有著上述的一些缺點(diǎn),但是目前電磁流量計(jì)在大部分液體介質(zhì)的測(cè)量時(shí),仍被大量使用,其優(yōu)秀的測(cè)量準(zhǔn)確度及低維護(hù)成本,深受廣大客戶喜愛。綜上所述,電磁流量計(jì)有著自已的優(yōu)缺點(diǎn),用戶根據(jù)行業(yè)及工況條件,選擇合適的流量計(jì)產(chǎn)品。目前市場(chǎng)的電磁流量計(jì)可以分為一體式,插入式,分體式,可以滿足各種環(huán)境,而且可以定制,精度比之前的顯著提高。插入式電磁流量計(jì)精度更高,可以達(dá)到0.1%。
經(jīng)典故障及處理
1. 無電流輸出。檢查電源部分是否存在故障,測(cè)試電源電壓是否正常;測(cè)試保險(xiǎn)絲通斷;檢查傳感器箭頭是否與流體流向一致,如不一致調(diào)換傳感器安裝方向;檢查傳感器是否充滿流體,如沒有充滿流體,更換管道或垂直安裝。
2. 信號(hào)越來越小或突然下降。測(cè)試兩電極間絕緣是否破壞或被短路,兩電極間電阻值正常在(70~100)Ω之間;測(cè)量管內(nèi)壁可能沉積污垢,應(yīng)清洗和擦拭電極,切勿劃傷內(nèi)襯。測(cè)量管襯里是否破壞,如破壞應(yīng)予以更換。
3. 零點(diǎn)不穩(wěn)定。檢查介質(zhì)是否充滿測(cè)量管及介質(zhì)中是否存在氣泡,如有氣泡可在上游加裝消氣器,如水平安裝可改成垂直安裝;檢查儀表接地是否完好,如不好,應(yīng)進(jìn)行三級(jí)接地(接地電阻≤100Ω)。
4. 流量指示值與實(shí)際不符。檢查傳感器中的流體是否充滿管,有無氣泡,如有氣泡可在上游加裝消氣器;檢查各接地情況是否良好;檢查流量計(jì)上游是否有閥,如有,移至下游或使之全開;檢查轉(zhuǎn)換器量程設(shè)定是否正確,如不對(duì),重新設(shè)定正確量程。