一體式電磁流量計(jì)

一、概述

智能電磁流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。電磁流量計(jì)測(cè)量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。流量計(jì)的測(cè)量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極延管徑方向穿通管壁固定在測(cè)量管上。其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙向方波脈沖勵(lì)磁時(shí)，將在與測(cè)量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B 的工作磁場(chǎng)。此時(shí)，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測(cè)量管，將切割磁力線感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì) E 。電動(dòng)勢(shì) E 正比于磁通量密度 B ，測(cè)量管內(nèi)徑 d 與平均流速 v 的乘積。電動(dòng)勢(shì) E （流量信號(hào)）由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將流量信號(hào)放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖，模擬電流等信號(hào)，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。

E=KBdv

式中： E-------- 為電極間的信號(hào)電壓（ V ）

B-------- 磁通密度（ T ）

d-------- 測(cè)量管內(nèi)徑（ m ）

v-------- 平均流速（ m/s ）

式中 K 、 d 為常數(shù)，由于勵(lì)磁電流是恒流的，故 B 也是常數(shù)，則由 E=KBdv 可知，流體流量 Q 與電壓信號(hào)E 成正比，即流速感應(yīng)的信號(hào)電壓 E 與體積 Q 成線形關(guān)系。因此只要測(cè)量 E 就可以確定 Q ，這就是電磁流量計(jì)的基本原理。

由 E=KBdv 可知，被測(cè)流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導(dǎo)率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。至于流動(dòng)狀態(tài)只要符合軸對(duì)稱流動(dòng)（如層流或紊流）就不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。因此說電磁流量計(jì)是一種真正的體積流量。而不需任何修正。這是電磁流量計(jì)的一突出特點(diǎn)，是其他任何流量計(jì)所沒有的。測(cè)量管內(nèi)無(wú)活動(dòng)及阻六流部件，因此幾乎沒有壓力損失，并且有極高的可靠性。

由于電磁流量計(jì)有其的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于化工化纖、食品、造紙、制糖、礦冶、給排水、環(huán)保、水利水工、鋼鐵、石油、制藥等工業(yè)領(lǐng)域中，用來測(cè)量各種酸緘、鹽溶液、泥漿、礦漿、紙漿、煤水漿、玉米漿、糖漿、纖維漿、糧漿、石灰乳、污水、冷卻原水、給排水、鹽水、雙氧水、啤酒、麥汁、各種飲料、黑液、綠液等導(dǎo)電液體介質(zhì)的體積流量。

二、電磁流量計(jì)產(chǎn)品特點(diǎn)

管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，無(wú)阻流部件，測(cè)量中幾乎沒有附加壓力損失。

測(cè)量結(jié)果與流速分布、流體壓力、溫度、密度、粘度等物理參數(shù)有關(guān)。

在現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)用戶實(shí)際需要在線修改量程。

高清晰度背光 LCD 顯示，全中文菜單操作，使用方便，操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易懂。

采用 SMD 器件和表面貼裝（ SMT ）技術(shù)，電路可靠性高。

采用 16 位嵌入式微處理器，運(yùn)算速度快，精度高，可編程頻率低頻矩形波勵(lì)磁，提高了流量測(cè)量的穩(wěn)定性，功耗低。

全數(shù)字量處理，抗干擾能力強(qiáng)，測(cè)量可靠，精度高，流量測(cè)量范圍可達(dá) 150 ： 1 。低 EMI 開關(guān)電源，適用電源電壓變化范圍大，抗 EMI 性能好。

內(nèi)部具有三個(gè)積算器可分別顯示正向累計(jì)量及差值積算量，內(nèi)部設(shè)有不掉電時(shí)鐘，可記錄 16 次掉電時(shí)間。（選配）

具有 RS485 、 RS232 、 Hart 和 Modbus 等數(shù)字通訊信號(hào)輸出。（選配）

具有自檢與自論斷功能。

紅外手持操作器， 115KHZ 通訊速率，遠(yuǎn)距離非接觸操作轉(zhuǎn)換器所有功能。（選配）

小時(shí)量記錄功能，以小時(shí)為單位記錄流量量，適用于分時(shí)計(jì)量制。（選配）

三、電磁流量計(jì)主要技術(shù)參數(shù)

公稱通徑系列 DN （ mm ）

管道式四氟襯里： 10 、 15 、 20 、 32 、 40 、 50 、 65 、 80 、 100 、 125 、 150 、 200 、 250 、300 、 350 、 400 、 450 、 500 、 600 。

管道式橡膠襯里： 40 、 50 、 65 、 80 、 100 、 125 、 150 、 200 、 300 、 350 、 400 、 500 、600 、 800 、 1000 、 1200 。

流動(dòng)方向：正、反凈流量。量程比： 150 ： 1 。重復(fù)性誤差：測(cè)量值的± 0 。 1%

等級(jí)： 0.5 級(jí)、 1.0 級(jí)（管道式）

被測(cè)介質(zhì)溫度：普通橡膠襯里： -20 ～ +60 ℃

高溫橡膠襯里： -20 ～ +90 ℃

聚四氟乙烯襯里： -30 ～ +100 ℃

高溫型四氟襯里： -30 ～ +180 ℃。

額定工作壓力：管道式： DN6 ～ DN80 ≤ 1.6Mpa, DN100 ～ DN250 ≤ 1.0Mpa,

DN300 ～ DN1200 ≤ 0.6Mpa 。

流量測(cè)量范圍：流量測(cè)量范圍對(duì)應(yīng)流速范圍是 0.1 ～ 15m/s

電導(dǎo)率范圍：被測(cè)流體電導(dǎo)率≥ 5us/cm( 一體式 ) ，大多數(shù)以水為成分的介質(zhì)，其電導(dǎo)率在 200 ～ 800 μs/cm 范圍內(nèi)，均可選用電磁流量計(jì)來測(cè)量其流量。

電流輸出： 0 ～ 10mA 時(shí)，負(fù)載電阻為 0 ～ 1.5k Ω； 4 ～ 20mA 時(shí)，負(fù)載電阻為 0 ～ 750k Ω

數(shù)字頻率輸出：輸出頻率上限可在 1 ～ 5000Hz 內(nèi)設(shè)定帶光電隔離的晶體管集電極開路雙向輸出。外接電源≤ 35V 導(dǎo)通時(shí)集電極大電流為 250mA 。

供電電源： 85 ～ 265V ， 45 ～ 63Hz 。

直管段長(zhǎng)度：管道式：上游≥ 5DN ，下游≥ 2DN 。

連接方式：流量計(jì)與配管之間均采用法蘭連接，法蘭連接尺寸應(yīng)符合 GB11988 的規(guī)定。

防爆標(biāo)志： mdIIBT4 。

環(huán)境溫度： -25 ～ 60 ℃

相對(duì)濕度： 5% ～ 95%

消耗功率：小于 20 瓦。

四、電磁流量選型說明

正確的選用電磁流量計(jì)是保證用好電磁流量計(jì)的前提條件，選用什么種類的電磁流量計(jì)應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來決定，使電磁流量計(jì)的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等，都能適應(yīng)被測(cè)流體的性質(zhì)和流量的要求。

可測(cè)量的流體：

由電磁流量計(jì)的工作原理可知，能選用電磁流量計(jì)測(cè)量流量的流體必須是導(dǎo)電的，嚴(yán)格的說，除了高溫流體之外，只要電導(dǎo)率大于5μs/cm的任何流體都能選用相應(yīng)的電磁流量計(jì)來測(cè)量流體，因此不導(dǎo)電的氣體、蒸汽、油類、丙銅等物質(zhì)不能選用電磁流量計(jì)來測(cè)量流量。

傳感器口徑的確定：

流量計(jì)使用流速好在0.1—15m/s范圍內(nèi)，此時(shí)流量計(jì)口徑可選擇與用戶管道口徑一致。使用流速低于0.1m/s時(shí)好在儀表部位局部提高流速，采用縮管方式：

異徑管的中心錐角不小于150時(shí)，可把異徑管視為直管段的一部分。

一體型或分離型的選擇：

一體型：現(xiàn)場(chǎng)和環(huán)境較好的條件下，一般都選用一體型，即傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝成一體。

分離型：即傳感器和轉(zhuǎn)換器分開裝于不同地點(diǎn)，一般出現(xiàn)以下情況時(shí)選用分離型。

（1） 環(huán)境溫度或流量計(jì)轉(zhuǎn)換器表面受輻射溫度過60℃。

（2） 管道震動(dòng)較大的場(chǎng)合。

（3） 會(huì)對(duì)傳感器的鋁殼嚴(yán)重腐蝕的場(chǎng)合。

（4） 現(xiàn)場(chǎng)濕度較大或有腐蝕性氣體的場(chǎng)合。

（5） 流量計(jì)裝在高空或井下調(diào)試不方便的場(chǎng)合。

定貨時(shí)應(yīng)注明傳感器和轉(zhuǎn)換器分離距離，一般不能過100m，轉(zhuǎn)換器為墻掛安裝。

電極、接地環(huán)材料的選擇：

應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體的腐蝕性來選擇電極的材料，請(qǐng)查有關(guān)腐蝕性手冊(cè)，對(duì)于特殊流體應(yīng)做實(shí)驗(yàn)。

襯里材料選擇說明：

應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性、磨損性和溫度來選擇內(nèi)襯材料。

流量范圍的選擇：

大流量和小流量必須符合下表中的數(shù)。

五、安裝地點(diǎn)的選擇及要求

安裝地點(diǎn)的選擇：

為了使流量計(jì)工作可靠穩(wěn)定，在選擇安裝地點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意以下幾方面的要求：

（1）       盡量比開鐵磁性物體及具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備（如大電機(jī)、大變壓器等），以免受磁場(chǎng)影響傳感器的工作磁場(chǎng)和流量信號(hào)。

（2）       應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處，不宜在潮濕、易積水的地方安裝。

（3）       應(yīng)盡量避免日曬雨淋，避免環(huán)境溫度高于60℃及相對(duì)濕度大于95%。

（4）       選擇便于維修，活動(dòng)方便的地方。

（5）       流量計(jì)應(yīng)安裝在水泵后端，決不能在抽吸側(cè)安裝；閥門應(yīng)安裝在流量下游側(cè)。

安裝要求：

為了正確的測(cè)量，在選擇管道上位置時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)要求：

（1）       傳感器既可以在垂直管道上安裝，也可以在水平或傾斜管道上安裝，但要求二電極的中心連線處于水平狀態(tài)。

（2）       介質(zhì)在安裝位置應(yīng)該保證滿管流動(dòng)，避免不滿管及氣體附著在電極上。

（3）       對(duì)于液固兩相流體，好采用垂直安裝，使傳感器襯里磨損均勻，延長(zhǎng)使用壽命。

（4）       流量計(jì)安裝位置介質(zhì)不滿管時(shí)，可采取抬高流量管后端管路的方法，使其滿管，嚴(yán)禁在管道高點(diǎn)和出水口安裝流量計(jì)。（見圖）

（5）       修改管道的安裝方法：

當(dāng)介質(zhì)流速達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用較小口徑的流量計(jì)，這時(shí)應(yīng)使用異徑錐形管或修改部分管道，使其與傳感器同口徑，但前后直管段至少須滿足：前直管段≥5DN，后直管段≥2DN（DN為管徑）。

（6）       前后直管段長(zhǎng)度為流量計(jì)前≥5DN，后端≥2DN。