很多用户都在使用电磁流量计,那么有多少人真正的了解其具体结构和相关原理呢,并且您了解清楚后,就能更好的维护你的流量计,接下来和小编一起具体看一下吧。
电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。
磁路系统:其作用是产生均匀的直流或交流磁场。直流磁路用永久磁铁来实现,其优点是结构比较简单,受交流磁场的干扰较小,但它易使通过测量导管内的电解质液体极化,使正电极被负离子包围,负电极被正离子包围,即电极的极化现象,并导致两电极之间内阻增大,因而严重影响仪表正常工作。当管道直径较大时,永久磁铁相应也很大,笨重且不经济,所以电磁流量计一般采用交变磁场,且是50HZ工频电源激励产生的。
测量导管:其作用是让被测导电性液体通过。为了使磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路,测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热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、铝等。
电极:其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。电极一般用非导磁的不锈钢制成,且被要求与衬里齐平,以便流体通过时不受阻碍。它的安装位置宜在管道的垂直方向,以防止沉淀物堆积在其上面而影响测量精度。
外壳:应用铁磁材料制成,是分配制度励磁线圈的外罩,并隔离外磁场的干扰。
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。它直接接触被测液体,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、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
转换器:由液体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信号Ex经放大转换成统一的标准直流信号。
电磁流量计工作原理:电磁流量计根据法兰第电磁感应原理,在与测量管轴线和磁力线想垂直的管壁上安装了一对检测电极,当导电液体沿测量管轴线运动时,导电液体切割磁力线产生感应电势,此感应电势由两个检测电极检出,数值大小与流速成正比例,其值为 :E=B*V*D*K
其中,E为感应电势,B为磁感应强度,V为导电液体平均流速;D为电极间距;K为磁场分布于轴向长度有关的系数;
传感器将感应电动势作为流量信号,传送到转换器,经放大,变换滤波等信号处理后,用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。
电磁流量计的测量原理
电磁流量计:基于法拉第电磁感应定律来测量流量
U=B*L*v
U-感应电动势 B-磁场强度 L-导体长度 v-导体速度
铜线绕成的线圈产生交变的磁场B.。受控电流保证在整个测量过程中磁场强度保持恒定。导体的长度L(在测量管内径的两个测量电极的距离 ) 是一个常数。方程中唯一的变量是流体的流速v。仪表能够直接测得电极间的感应电压, 感应电压线性的正比于流体分流速U~v。进而求出流速,电磁流量计测量的不是体积而是流速.
流速转化为体积流量:
Q=v*A
Q-体积流量 v-液体流速 A-流量计截面积
由此计算出管道内液体的体积流量。
电磁流量计的运行和维护
电磁流量计在运行中出现的故障是指流量计经调试并正常运行一段时间后出现的故障。常见的运行期故障一般由流量传感器内壁有附着层、雷电打击、运行环境条件变化以及系统零位改变等因素引起的。
1.传感器内壁附着层
如果测量的介质是脏污流体,运行一段时间后,常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。若附着物为绝缘层,则电极回路将出现断路,仪表不能正常工作;若附着层电导率显著高于流体电导率,则电极回路将出现短路,仪表也不能正常工作。所以,应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。
2.雷电打击
雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流,使仪表损坏。它主要通过电源线、励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途经引入,尤其是从控制室电源线引入的占绝大部分。
3.环境条件变化
在调试期间由于环境条件尚好(例如没有干扰源),流量计工作正常,此时往往容易疏忽安装条件(例如接地并不怎么良好)。在这种情况下,一旦环境条件变化,运行期间出现新的干扰源(如在附近管道上进行电焊,附近安装了大型变压器等),就会干扰仪表的正常工作,输出信号就会出现波动。
4.系统的零点变化
正常运行情况下,电磁流量计的系统零点随着系统的长期运行而使元器件老化、励磁线圈绝缘强度降低、测量电极极化与污染、系统接地电阻(电位)增加等因素均会造成系统零点的变化与漂移。所以,要定期检查流量计的系统零点,进行调整和维护。电磁流量计的系统零点在传感器充满介质且不流动时出现。此时可对系统进行零位调整。
玻璃转子流量计安装注意为了能让转子流量计正常工作且能达到一定的测量精度;
在安装流量计时要注意以下几点:
1、转子流量计必须垂直安装在无振动的管道上。流体自下而上流过流量计,且垂直度优于2°,水平安装时水平夹角优于2°;(现在有可水平安装的转子流量计)
2、为了方便检修和更换流量计、清洗测量管道,安装在工艺管线上的金属管浮子流量计应加装旁路管道和旁路阀;
3、转子流量计入口处应有5倍管径以上长度的直管段,出口应有250mm直管段;
4、如果介质中含有铁磁性物质,应安装磁过滤器;如果介质中含有固体杂质,应考虑在阀门和直管段之间加装过滤器;
5、当用于气体测量时,应保证管道压力不小于5倍流量计的压力损失,以使浮子稳定工作;
6、为了避免由于管道引起的流量计变形,工艺管线的法兰必须与流量计的法兰同轴并且相互平行;
管道支撑以避免管道振动和减小流量计的轴向负荷,测量系统中控制阀应安装在流量计的下游;
7、测量气体时,如果气体在流量计的出口直接排放大气,则应在仪表的出口安装阀门,否则将会在浮子处产生气压降而引起数据失真。
8、安装PTFE衬里的仪表时,法兰螺母不要随意不对称拧得过紧,以免引起PTEF衬里变形;
9、带有液晶显示的仪表,要尽量避免阳光直射显示器,以免降低液晶使用寿命;带有锂电池供电的仪表,要尽量避免阳光直射、高温环境(≥65℃)以免降低锂电池的容量和寿命。
玻璃转子流量计选型注意
1.对于远传输出型金属管浮子转子流量计的选用,要选择适合使用场所防爆类型要求的转子流量计;
安装时还应注意仪表通电后的外壳紧固及接线口的密封,已达到防爆、防护、防侵蚀的要求。
2.对于被测介质温度过高(>120℃)或过低的场所,通常要对转子流量计的传感器部分采取保温或隔热措施,为保证信号转换器------指示器正常工作的环境温度,应选择高温指示器。
3.对于有些需采取保温或冷却的被测介质,要选择夹套型转子流量计。标准金属管浮子转子流量计的伴热或冷却接口采用DIN2501DN15PN1.6法兰连接。
4.对于转子流量计入口介质的压力不稳,尤其用于气体测量,为保证精度和使用寿命,应选用阻尼结构。
5.对于介质要求的压力等级较高,超过标准压力等级时,在选型时请选择高压型结构,高压型采用HG20595-97RF带颈对焊钢制管法兰。
6.转子流量计安装时要保证测量管的垂直度优于5%,且应加装旁路,便于维护和清洗而不影响生产。
7.安装转子流量计的位置应保证入口有≥5DN的直管段,出口不≤250mm的直管段;如介质中含有铁磁性物质,应在转子流量计前安装磁性过滤器。
8.测控系统中的控制阀,应安装在转子流量计的下游。用于气体测量时,应保证工作压力不小于转子流量计压损的5倍,以使转子流量计稳定工作。
9.安装金属管浮子转子流量计前,应将管道内焊渣吹扫干净;安装时要取出转子流量计中的止动元件;安装后使用时,要缓慢开启控制阀门,避免冲击损坏转子流量计。
故障解决转子流量计具有结构简单、工作可靠、适用范围广、测量准确、安装方便等特点,具有耐高温、耐高压。
齿轮流量计由于属于比较精密的仪器容易出问题的地方大多是在内部,因为内部有齿轮工作齿轮对流动液体的清洁度有要求容易卡住,出现无显示或者显示波动较大等问题。常见的故障及处理方法如下: 1、显示器上度数保持某一数值不变 故障处理方法:首先判断是不是信号反馈系统的故障。切断电源检查信号反馈回路是否接通电压是否正常。若故障没有排除可对管道过滤网进行清理。若过滤网或管道有损坏可拆开流量计检查去除杂质。拆卸时要记住上下两个齿轮的切入点安装时按原样安装好 2、显示器上度数不稳定 故障处理方法:检查流量显示系统是否有震动或者用手转动流量计齿轮看显示读数是否有变化,若无变化可能是流量计磁性感应器的磁性减弱,导致无法产生有限反馈信号 3、流量小的时候误差比较大 故障处理方法:可能是齿轮轴套使用磨损或者受到介质腐蚀流量计壳体变形。这时候一般可以听到流量计在工作的时候出现咔咔 4、误差跟实际偏差很大或很小 故障处理方法:原因是可能流体中含有气体或者零信号电压有异常,需要停止运转对流量计从新标定 5、液体有泄漏 故障处理方法:椭圆齿轮流量计有泄漏这个故障明了肯定是密封圈老化导致泄漏只需更换密封圈就行了。