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电磁流量计
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电磁流量计
2018-03-30


一、电磁流量计产品概述、特点及用途

1.1 产品概述

电磁流量计(Electromagnetic Flowmeter,简称 EMF)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。电磁流量计是应用电磁感应原理,根据导电流体通过外夹磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪表。

1.2 电磁流量计具有以下特点

★不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响,线性测量原理能实现高精度测量;★测量管内无阻流及活动部件,压力损失小,因此不会造成额外的能量损失,也不会造成堵塞,节能效果显

著,特别适宜液固两相流介质,如污水、泥浆、矿浆、纸浆等的测量。★安装要求低,前直管段只要求 5D,后直管段为 2D(D 为所选仪表的内直径)

★公称通径 DN3-DN3000 覆盖范围宽,衬里和电极有多种选择,能满足测量多种导电流量的要求;

★具有 MODBUS-RS485、HART、GPRS 和 PROFIBUS 等通讯信号输出(选配)

★转换器采用 32 位嵌入式微处理器,全数字处理,运算速度快,抗干扰能力强,测量可靠,精确度高,测量

范围度可达 1500:1

★高清晰度背光 LCD 显示,全汉字菜单操作,使用方便,操作简单,易学易懂;★具有电导率测量功能,可以判别传感器是否空管,具有自检与自诊断功能;★内部计算器可分别显示正向累积流量、反向累积流量及瞬时流量。★插入式电磁流量计,安装简单,可不断流现场带压开孔,具有juedong的安装优势和价格优势。 1.3 主要应用

电磁流量计可用来测量封闭管道中导电流体的体积流量。广泛应用于石油、化工、钢铁冶金、给水排水、水利灌溉、水处理、环保污水测控、造纸、医药、食品等工农业生产工艺过程中的流量测量和控制。

使用环境条件       
环境温度:传感器 -25℃~+60℃ 转换器 -10℃~+60℃   
相对湿度:5%~95%      
工作条件       
流量电导率: 大于 5μS/cm (自来水、原水的电导率约 100~5005μS/cm)  
流体zui高温度:如下表

二、工作原理
2.1 数学物理模型



电磁流量计传感器的测量原理是基于法拉第电磁感应定律,在与测量管轴线和磁场磁力线相互垂直的管壁上安装一对检测电极,当导电液体沿测量管轴线运动时,导电液体作切割磁力线运动产生感应电势,此感应电势由测量管上的两个电极检出,数值大小为:E=K?B?V?D

中:E —感应电势

 K —仪表常数 B —磁感应强度

V —测量管截面内的平均流速 D —测量管的内直径

测量流体时,流体流过垂直于流动方向的磁场,导电性流体的流动感应出一个与平均流速成正比的电势,因此要求被测的流动液体的电导率高于zui低限度的电导率。其感应电压信号通过两个电极检出,并通过电缆传送至转换器,经过信号处理及相关运算后,将累计流量和瞬时流量显示在转换器的显示屏上。
2.2 转换器电路结构电磁流量计转换器向电磁流量传感器励磁线圈提供稳定的励磁电流,前置放大器将传感器感应的电动
势放大、转换成标准的电流信号或频率信号,便于流量的显示、控制与调节。下图所示为转换器电路结构:



三、产品结构组成和产品形式
电磁流量计的结构主要由磁路系统,测量导管、电极、外壳和转换器等部分组成。其中磁路系统、测量导管、电极和外壳组成部分称为电磁传感器。

★磁路系统:其作用是产生均匀的直流或交流磁场★测量导管:其作用是让被测导电性介质通过,为了使磁力线通过测量导管时磁通量不被分流或短路,测

量导管必须采用不导磁、低导电率、低热导率和具有一定机械强度的材料制成,可选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料等。

★电极:其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。电极一般采用非导磁的不锈钢制成,且要求与衬

里齐平,以便流体通过时不受阻碍。★衬里:在测量导管的内侧及法兰密封面上,有一层完整的电绝缘衬里。它直接接触被测量介质,其作用

是增加测量导管的耐腐蚀性,防止感应电势 被金属测量导管管壁短路。衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的橡胶、氟塑料、陶瓷等。

★转换器:由介质流动产生的感应电势信号十分微弱,受各种干扰因素的影响很大,转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。其任务是把电极检测到的感应电势 Ex 信号经放大转换成统一的标准直流信号。

 3.2 产品形式电磁流量计按显示方式不同分为一体型电磁流量计和分体型电磁流量计两种。分体型电磁流量计需要专用
电缆连接转换器和传感器。两种皆可用于规定的防爆场所。 3.3 电极和衬里的选择

电磁流量计有 7 种不同的电极和 7 种不同材料的衬里可供选择。

表一:电极材质及适用范围


序号

电极材质

适用范围

 

 

 

1

316L

用于水、污水或无机、有机酸轻微腐蚀性介质的测量。

 

 

 

2

哈氏合金 B

对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐腐蚀性,也耐硫酸、磷酸、氢氟酸、有机酸等非氧化性

HB

酸、碱、非氧化盐液的腐蚀。

 

 

 

 

3

哈氏合金 C

能耐氧化性酸,如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀;也耐氧化性的盐类如

HC

Fe+++Cu++或含有其它氧化剂的腐蚀,如高于常温的次氯酸盐溶液、海水的腐蚀。

 

 

 

 

 

能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硝酸)、有机酸、碱等腐蚀;不耐较

4

钛(Ti

纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀,但如酸中含有氧化剂(如硝酸、Fe+++Cu++)时,则

 

 

耐腐蚀性大为降低。

 

 

 

5

钽(Ta

具有优良的耐腐蚀性,和玻璃很相似。除了氢氟酸、发烟硫酸、发烟硝酸、碱外,几乎能耐一

切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸、和硫酸)的腐蚀。在碱中不耐腐蚀。

 

 

 

 

 

6

铂铱合金

几乎适用于所有化学物质,但不适用于王水和铵盐。

 

 

 

7

碳化钨

耐磨性好,可用于高磨损性质介质的测量,如纸浆、矿浆等。

表二:衬里材质、性能及适用范围

五、自诊断信息与故障处理

电磁流量转换器的印刷电路板采用表面焊接技术,对用户而言,是不可维修的。因此用户不能打开转换器壳体。

智能化转换器具有自诊断功能。除了电源和硬件电路故障外,一般应用中出现的故障均能正确给出报警信息。这些信息在显示器右上方提示出“  ”符号。在测量状态下,通过下键翻页,显示出故障内容如下:

流量正常

空管正常

系统正常

故障处理:

5.1 仪表无显示:★检查电源是否接通;★检查电源保险丝是否完好;★检查供电电压是否符合要求;

★检查显示器对比度调节是否能够调节,并且调节是否合适;
      ★如果上述前 3 项 a、b、c 都正常,第 d 项显示器调节不能够调节请将转换器交生产厂家维修。 5.2 励磁报警:

★励磁接线 EX1 盒 EX2 是否开路;★传感器励磁线圈总电阻是否小于 150 欧姆;★如果 a、b 两项都正常,则转换器有故障。

5.3 空管报警★测量流体是否充满传感器测量管;

★用导线将转换器信号输入端子 SIG1、SIG2 和 SGND 三点短路,此时如果“空管报警”提示撤销,

说明转换器正常,有可能是被测流体电导率低或空管阈值及空管量程设置错误;★检查信号连线是否正确;★检查传感器电极是否正常:

1.使流量为零,观察显示电导比应小于 100%;2.在有流量的情况下,分别测量端子 SIG1 和 SIG2 对 SGND 的电阻应小于 50k 欧姆(对介质为水测

量值。zui好用指针万用表测量,并可看到测量过程有充放电现象)

★用万用表测量 DS1 和 DS2 之间的直流电压应小于 1V,否则说明传感器电极被污染,应予以清洗。

5.4上限报警上限报警提示出输出电流和输出频率(或脉冲)都超限。将流量量程改大可以撤消上限报警。
5.5下限报警下限报警提示出输出电流和输出频率(或脉冲)都超限。将流量量程改小可以撤消下限报警。
5.6系统设置错误一载流量量程设置、流量积算单位设置和脉冲当量设置中作出智能判断并提示,方便修改设置。
5.7测量的流量不准确

★测量流体是否充满传感器测量管;★信号线连接是否正常;

★检查传感器系数、传感器零点是否按传感器标牌或出厂效验单设置正常。 9.8 仪表显示读数为零及故障排除

★检查仪表上下游阀门是否处于开启状态★确定管道内流体是否处于流动状态

5.8仪表显示读数不稳定★检查仪表上下游直管段是否符合前 5D 后 2D 的安装要求★检查仪表接地是否符合安装要求★检查管道内液体是否满管






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