電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應定律,在一體型電磁流量計中,測量管內的導電介質相當于法 拉第試驗中的導電金屬桿,上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場,當有導電介質流過時,則會產生感應電壓,管道內部的兩個電極測量產生的感應電壓,測量管道通過不導電的內襯(橡膠,特氟隆等)實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
應用行業(yè):
適用于測量封閉管道中導電液體和漿液的體積流量,如潔凈水、污水、各種酸堿鹽溶液,泥漿、礦漿、紙漿以及食品方面的液體等。廣泛應用于冶金、造紙、水處理、化工、輕工、紡織、電力和采礦等行業(yè)。
主要特點:
· 極強的抗腐蝕能力,幾乎可測任何導電液體
· 測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響
· 抗干擾力強,幾乎不受外界干擾
· 儀表內部無任何阻流部件,無壓損,屬于節(jié)能型儀表
· 直管段要求低,可在線
· 具有自檢和自診斷功能,方便檢修
· 在現(xiàn)場可根據用戶實際需要在線修改量程
技術參數(shù):
儀表型號 | HLDG型(執(zhí)行標準:JB/T9248-1999) |
精度等級 | 1級或0.5級 |
介質電導率 | >5Ω |
供電電源 | 220VAC,允差15%或+24VDC |
環(huán)境溫度 | -30°C-60°C |
常用流速-流量對照表流速(m/s); 流量(m3/h) 口徑(mm)
0.5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
10 | 0.14 | 0.28 | 0.57 | 0.85 | 1.1 | 1.4 | 1.7 | 2. | 2.3 | 2.5 | 2.8 |
15 | 0.32 | 0.64 | 1.3 | 1.9 | 2.5 | 3.2 | 3.8 | 4.5 | 5.1 | 5.7 | 6.3 |
20 | 0.57 | 1.1 | 2.3 | 3.4 | 4.5 | 5.7 | 6.8 | 7.9 | 9.0 | 10 | 11 |
25 | 0.88 | 1.8 | 3.5 | 5.3 | 7.1 | 8.8 | 11 | 12 | 14 | 16 | 17.6 |
32 | 1.4 | 2.9 | 5.8 | 8.7 | 12 | 14 | 17 | 20 | 23 | 26 | 28.9 |
40 | 2.3 | 4.5 | 9.0 | 14 | 18 | 23 | 27 | 32 | 36 | 41 | 45.2 |
50 | 3.5 | 7.1 | 14 | 21 | 28 | 35 | 42 | 49 | 57 | 64 | 70 |
65 | 6.0 | 12 | 24 | 36 | 48 | 60 | 72 | 84 | 96 | 107 | 119 |
80 | 9.0 | 18 | 36 | 54 | 72 | 90 | 109 | 127 | 145 | 163 | 180 |
100 | 14 | 28 | 57 | 85 | 113 | 141 | 170 | 198 | 226 | 254 | 282 |
125 | 22 | 44 | 88 | 132 | 177 | 221 | 265 | 309 | 353 | 397 | 441 |
150 | 32 | 64 | 127 | 191 | 254 | 318 | 382 | 445 | 509 | 572 | 636 |
200 | 57 | 113 | 226 | 339 | 452 | 565 | 678 | 791 | 904 | 1017 | 1131 |
250 | 88 | 177 | 353 | 530 | 707 | 883 | 1060 | 1236 | 1413 | 1590 | 1767 |
300 | 127 | 254 | 509 | 763 | 1017 | 1272 | 1526 | 1780 | 2035 | 2289 | 2545 |
350 | 173 | 346 | 692 | 1039 | 1385 | 1731 | 2077 | 2423 | 2769 | 3116 | 3464 |
400 | 226 | 452 | 904 | 1356 | 1809 | 2261 | 2713 | 3165 | 3617 | 4069 | 4523 |
450 | 286 | 572 | 1145 | 1717 | 2289 | 2861 | 3434 | 4006 | 4578 | 5150 | 5725 |
500 | 353 | 707 | 1413 | 2120 | 2826 | 3533 | 4239 | 4946 | 5652 | 6359 | 7069 |
600 | 509 | 1017 | 2035 | 3052 | 4069 | 5087 | 6104 | 7122 | 8139 | 9156 | 10180 |
700 | 692 | 1385 | 2769 | 4154 | 5539 | 6924 | 8308 | 9693 | 11078 | 12463 | 13847 |
800 | 904 | 1809 | 3617 | 5426 | 7235 | 9043 | 10852 | 12660 | 14469 | 16278 | 18086 |
900 | 1145 | 2289 | 4578 | 6867 | 9156 | 11445 | 13734 | 16023 | 18312 | 20602 | 22891 |
1000 | 1413 | 2826 | 5652 | 8478 | 11304 | 14130 | 16956 | 19782 | 22608 | 25434 | 28260 |
1200 | 2035 | 4069 | 8139 | 12208 | 16278 | 20347 | 24417 | 28486 | 32556 | 36625 | 40694 |
1400 | 2769 | 5539 | 11078 | 16617 | 22156 | 27695 | 33234 | 38773 | 44312 | 49851 | 55390 |
1600 | 3617 | 7235 | 14469 | 21704 | 28938 | 36173 | 43407 | 50642 | 57876 | 65111 | 72346 |
1800 | 4578 | 9156 | 18312 | 27469 | 36625 | 45781 | 54937 | 64094 | 73250 | 82406 | 91562 |
2000 | 5652 | 11304 | 22608 | 33912 | 45216 | 56520 | 67824 | 79128 | 90432 | 101736 | 113040 |
電磁流量計的選型及應用:
1、概述
介紹電磁流量計在選型應用時需要注意的諸多要素,以實現(xiàn)流量計量系統(tǒng)的準確性、穩(wěn)定性和可靠性。,電磁流量計(簡稱EMF)是利用法拉第電磁感應定律制成的一種側量導電液體體積流量的流量計。20世紀50年代初,電磁流量計實現(xiàn)了工業(yè)化應用。近年來,在世界范圍內,電磁流量計產量約占工業(yè)流量儀表數(shù)的5%^"6.5%。特別是近幾年,該數(shù)值比例呈逐年上升趨勢。電磁流量計作為工業(yè)流量測量儀表的一種,其具有諸多優(yōu)點,如壓損極小;可測流量范圍大;適用的工業(yè)管徑范圍寬,大可達3000mm;輸出信號和被測流量成線性,度較高;可測量電導率>5us/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等流體流量。電磁流量計應用領域非常廣泛,按應用場合有大口徑、中小口徑、小口徑和微小口徑之分,其中大口徑電磁流量計較多應用于給排水、污水處理及油氣田注水等工程,中小口徑常應用于固液雙相等難測流體或高要求場所,如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學工業(yè)的強腐蝕液、鋼鐵工業(yè)高爐風口冷卻水控制、長距離管道煤的水力輸送的流量測量和控制等,而小口徑和微小口徑常應用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場所。
2、電磁流量計的選型
2.1電磁流量計的工作原理
電磁流量計的工作原理是根據法拉第電磁感應定律,導體在磁場中運動時切割磁力線,在導體的兩端產生感應電動勢,如圖1所示。電動勢的方向由右手定則確定。導電性液體的流動方向、磁場和感應電動勢的方向三者互相垂直。
電磁流量計計算公式為:
E=kBDv
式中:
E為感應電動勢,即流量信號,V;
k為系數(shù);
B為磁感應強度,T;
D為測量管內徑,m;
v為液體平均流速,m/s;
設:液體體積流量為q v,
則:
故:
2.2電磁流量計的選型
電磁流量計是一種在工業(yè)流程中為常見的流量測量儀表,電磁流量計的穩(wěn)定與可靠,對于整個計量系統(tǒng)影響很大。保證電磁流量計穩(wěn)定及可靠的工作,重要的是選型。一臺不適合測量工況的電磁流量計,即使在日常使用中完全符合操作規(guī)范,頻繁精細的保養(yǎng)維護,也無法避免頻繁的故障。電磁流量計在選型中通常應注意以下7大要素:
(1)精度等級和功能
電磁流量計的精度等級高低不同。精度高的基本誤差為(士0.5%一士1%) R,精度低的則為(士1.5%一士2.5%) FS。有些型號電磁流量計有更高的度,基本誤差僅(士0.2%一士0.3%) R,但有嚴格的安裝要求和參比條件,例如環(huán)境溫度、前后置直管段長度等因素。因此在選型時應根據產品樣本和工況條件進行綜合對比。
電磁流一量計測量功能差別也很大,簡單的只是鋇(量單向流.ta,輸出模擬信號至控制系統(tǒng)或顯示儀表;多功能的有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管和電源切斷報警、小流Lr.!T!.切除、流}.1顯示和量計算、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態(tài)等。電磁流量計可選多種串行數(shù)字通信接口,如HART協(xié)議、PROFTBUS, FF現(xiàn)場總線等。
(2)流速、滿度流量和口徑
電磁流量計滿度流量時液體流速可在1- tOm/s范圍內選用,范圍比較寬。上限流速在原理上雖不受限制,但通常建議不過5m/s,除非襯里材料能承受液流沖刷;實際應用中很少過7m/s,過lOm/s則更為罕見。滿度流量的流速下限一般為l m/s,有些型號電磁流量計則為0.5m/s。用于有易粘附、沉積、結垢等物質的流體,選用流速不低于2m/s,好提高到3-4m/s或以上,起到自清掃、防止粘附沉積等作用。用于礦漿等磨耗性強的流體,常用流速應低于2-3m/s,以降低對襯里和電極的磨損。在測接近闌值的低電導液體,盡可能選定較低流速((
電磁流量計口徑從10mm-3000mm不等。電磁流量計口徑選型不一定與管徑相同,具體應根據流量范圍結合選型樣本進行確定。通常按流IAI范圍可進行縮徑或同徑選擇,當采用縮徑處理時,一般不應縮至管徑1/2以下。
{3)液體電導率
選用電磁流量計的前提是被測液體必須是導電的,不能低于閡值下限值。電導率低于閡值會產生測量誤差直至不能使用,過閡值即使變化也可以測量,示值誤差變化不大,通用型電磁流量計的闌值在10-4- (5 X 10-6) S/cm之間,視型號而異。使用時還取決于傳感器和轉換器間流量信號線長度及其分布電容,制造廠使用說明書中通常規(guī)定電導率相對應的信號線長度。非接觸電容禍合大面積電極的儀表則可測電導率低至5 X 10-8S/cm的液體。
工業(yè)用水及其水溶液的電導率>>10-4S/cm,酸、堿、鹽液的電導率在10-4'10-'S/cm之間,計量不存在問題,低度蒸餾水為10-SS/cm也不存在問題。石油制品和有機溶劑電導率過低就不能使用。通常液體電導率宜比流量計制造廠規(guī)定的閡值至少大一個數(shù)量級。因為制造廠儀表規(guī)范規(guī)定的下限值是在各種使用條件較好狀態(tài)下可測量的低值。是受到一些使用條件限制,如電導率均勻性、連接信號線、外界噪聲等,否則會出現(xiàn)輸出晃動現(xiàn)象等。
{4)液體中含有混入物
混入成泡狀流的微小氣泡仍可正常工作,但測得的是含氣泡體積的混合體積流量;如氣體含量增加到形成彈(塊)狀流,因電極可能被氣體蓋住使電路瞬時斷開,出現(xiàn)輸出晃動甚至不能正常工作。
對含有硬質固體顆粒介質的計量應用,應注意對傳感器襯里的磨損程度,測量管內徑擴大會產生附加誤差。這種場合應選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨醋橡膠襯里,同時建議傳感器安裝在垂直管道上,使管道磨損均勻,消除水平安裝下半部局部磨損嚴重的缺點。也可以在傳感器進口端加裝噴嘴形護套,相對延長使用期。
(5)附著和沉淀
測量易在管壁附著和沉淀物質的流體時,若附著的是比液體電導率高的導電物質,信號電勢將被短路而不能工作,若是非導電層則應注意電極的污染,譬如選用不易附著尖形或半球形突出電極、可更換式電極、刮刀式清垢電極等。
國外產品曾有電極上裝超聲波換能器,以清除表面垢層,但現(xiàn)已少見;也有暫時斷開測量電路,在電極簡短時間內流過低壓大電流,灼燒清除附著油脂類附著層。易產生附著的場所可提高流速以達到自清掃的目的,還可以采取較方便的易清洗的管道連接,可不拆卸清洗傳感器。非接觸型電極電磁流量計附著非導電膜層,流量計仍能工作,但若為高導電層則同樣不能工作。
(6)襯里材料的選擇
電磁流量計常用襯里材料(或直接與介質接觸的鋇J量管)有氟塑料、聚氨醋橡膠、氯丁橡膠和陶瓷等。近年有采用高純氧化鋁陶瓷制成襯里的,但只限中小口徑傳感器。氯丁橡膠和玻璃鋼用于非腐蝕性或弱腐蝕性液體,如工業(yè)用水、廢污水及弱酸堿,價格為低廉。氟塑料具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性,但耐磨性差,不能用于測量礦漿液。氟塑料中早應用的是聚四氟乙烯,因與測量管間僅靠壓貼,無粘結力,不能用于負壓管道,后開發(fā)各種改性品種,實現(xiàn)注塑成形,與測量管有較強結合力,可用于負壓,聚氨酷橡膠有極好的耐磨耗性,但耐酸堿的腐蝕性較差。它的耐磨性相當于天然橡膠的10倍,適用于煤漿、礦漿等;介質溫度要低于4060/700C。氧化鋁陶瓷有極好的耐磨耗性和對強酸堿的耐磨腐蝕性,耐磨性約為聚氨醋橡膠的10倍,適用于具有腐蝕性的礦漿;但性脆,安裝夾緊時疏忽易碎,可用于較高溫度(120140/1800C)但要防止溫度劇變,如通蒸汽滅菌,一般溫度突變不能>1000C,升溫1500C要有10min時間。
3、結束語
電磁流量計是酸、堿、鹽溶液、水、污水以及泥漿、礦漿等介質常用的量化手段及可視化窗口。電磁流量計的合理選型是計量數(shù)據真實、準確、可靠的根本性保證,直接影響到企業(yè)生產經營的決策速度和決策水平,直接關系到企業(yè)經濟效益和社會信譽。做好電磁流量計選型工作是儀表人孜孜不倦的追求。
電磁流量計的工作原理是法拉第電磁感應定律,在電磁流量計中,測量管內德導電介質相當于法拉第試驗中的導電金屬桿,上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場,當有導電介質流過時,則會產生感應電壓,管道內部的兩個電極測量產生的感應電壓,測量管道通過不導電的內襯(橡膠,特氟隆等)實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。