电磁流量计(以下简称EMF)是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。
50年代初EMF实现了工业化应用,近年来世界范围EMF产量约占工业流量仪表台数的5%~6.5%。
70年代以来出现键控低频矩形波激磁方式,逐渐替代早期应用的工频交流激磁方式,仪表性能有了很大提高,得到更为广泛的应用。
原理与机构
EMF的基本原理是法拉第电磁感应定律,即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。
导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动,与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势,电动势的方向按“弗来明右手规则”;
其值如下式式中E-----感应电动势,即流量信号,V;k-----系数;
B-----磁感应强度,T;D----测量管内径,m;---平均流速,m/s。
设液体的体积流量为,则式中K为仪表常数,K=4KB/πD。
EMF由流量传感器和转换器两大部分组成。
传感器典型结构,测量管上下装有激磁线圈,通激磁电流后产生磁场穿过测量管;
一对电极装在测量管内壁与液体相接触,引出感应电势,送到转换器。
激磁电流则由转换器提供。
分类
市场上通用型产品和特殊型仪表可以从不同角度分类。
如按激磁电流方式划分,有直流激磁、交流(工频或其他频率)激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁。
几种激磁方式的波形。按输出信号连线和激磁(或电源)连线的制式分类,有四线制和二线制。
按转换器与传感器组装方式分类,有分离型和一体型。
按流量传感器与管道连接方法分类,有法兰连接、法兰夹装连接、卫生型连接和螺纹连接。
按流量传感器电极是否与被测液体接触分类,有接触型和非接触型。按流量传感器结构分类,有短管型和插入型。
按用途分类,有通用型、防爆型、卫生型、防侵水型和潜水型等。
1、测量的对象。 即测量介质种类、压力大小、化学性质。如液体介质、气体介质,对具腐蚀性的介质则应选择耐腐流量计。 2、流量计本身性能。 上述条件确定后一般讲,若价格没有大的变化,可优先选用针阀置于流量计上部的;有较大流通孔的,是直接流量刻度的;结构简单的;外部尺寸较小的等等。如是小流量范围,则可选用球浮子式,因它测量时稳定、不易积尘、精度较高、互换性好。 3、根据价格选用。 一般讲,精度高的价格高。要根据测量目的选用仪表精度等级,如只须控制测量介质通过量,经试运行调整,以后需始终稳定这个通过量,那么精度就是次要。
电磁流量计是一种高精度、高可靠和使用寿命长的流量仪表。
其被测流体不应含有较多的铁磁性物质或气泡,应根据被测流体的温度、压力、腐蚀性、磨损性等特性选择相应的压力等级、衬里材料、电极材料及仪表结构形式。
常见的故障大致上可分为两类:调试期故障(安装不到位),正常运行中出现的故障。
安装方面主要问题:传感器安装在易积聚气体的管系*高点。
安装在自上而下的垂直管上,可能会出现一些排空。传感器后背压,流体直接排入大而形成测量管内非满管。
如果从环境的角度来思考的话,主要是管道杂散电流干扰,空间强电磁波干扰,大型电机磁场干扰等。
管道杂散电流干扰通常可以采取良好的单独接地保护,但如遇到强大的杂散电流;
要采取另外措施和流量传感器与管道绝缘,空间电磁波干扰一般经信号电缆引入,通常采用单层或多层屏蔽予以保护。
如果电磁流量计中出现小气泡,当气泡越大,仪表输出信号就会出现波动,基气泡大到足以遮盖整个电极表面时,随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动;
如果是测量混合介质的话,在混合未均匀前就进入流量传感进行测量,也将使输出信号产生波动。