自來水流量計(jì)是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測量館內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表,，采用單片機(jī)嵌入式技術(shù),，實(shí)現(xiàn)數(shù)字勵磁，同時在電磁流量計(jì)上采用CAN現(xiàn)場總線,，屬國內(nèi)*,，技術(shù)達(dá)到水平!

自來水流量計(jì)-金湖奧科儀表有限公司

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一,、自來水流量計(jì)簡介：

智能電磁流量計(jì)（自來水流量計(jì)）是我公司采用國內(nèi)外技術(shù)研制開發(fā)的全智能型電磁流量計(jì),，全中文電磁轉(zhuǎn)換器內(nèi)核采用高速中央處理器。計(jì)算速度非?？?、精度高、測量性能可靠,。轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)采用*進(jìn)技術(shù),，輸入阻抗高達(dá)1015 歐姆，共模抑制比優(yōu)于100db,，對于外來干擾以及60Hz/50Hz 干擾抑制能力優(yōu)于90db,可以測量更低的電導(dǎo)率的流體介質(zhì)流量,。其傳感器采用非均勻磁場技術(shù)及特殊的磁路結(jié)構(gòu)，磁場穩(wěn)定可靠,，而且大的縮小了體積,，減輕了重復(fù)，使流量計(jì)小型流量化的特點(diǎn),。使客戶“買的放心,，用的省心，服務(wù)稱心”是我公司的宗旨,。

 

二,、自來水流量計(jì)工作原理：

     自來水流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在自來水流量計(jì)中,，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時,，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓,。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。

 
電磁流量計(jì)（Eletromagnetic Flowmeters,，簡稱EMF）是20世紀(jì)50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表,。電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的，電磁流量計(jì)用來測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表,。由于其*的優(yōu)點(diǎn),，電磁流量計(jì)目前已廣泛地被應(yīng)用于工業(yè)過程中各種導(dǎo)電液體的流量測量，如各種酸,、堿,、鹽等腐蝕性介質(zhì)；電磁流量計(jì)各種漿液流量測量,，形成了*的應(yīng)用領(lǐng)域,。
在結(jié)構(gòu)上，電磁流量計(jì)由電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成,。傳感器安裝在工業(yè)過程管道上,，它的作用是將流進(jìn)管道內(nèi)的液體體積流量值線性地變換成感生電勢信號,，并通過傳輸線將此信號送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝在離傳感器不太遠(yuǎn)的地方,，它將傳感器送來的流量信號進(jìn)行放大,，并轉(zhuǎn)換成流量信號成正比的標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出，以進(jìn)行顯示,，累積和調(diào)節(jié)控制,。
電磁流量計(jì)的基本原理
(一)測量原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)一導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動切割磁力線時,，在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢e,，其方向由右手定則確定，其大小與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,，導(dǎo)體在磁場內(nèi)的長度L及導(dǎo)體的運(yùn)動速度u成正比,，如果B， L,，u三者互相垂直,，則
e＝Blu       (3－35)
與此相仿．在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道,，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速u流動時,，導(dǎo)電流體就切割磁力線．如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極(圖3—17)則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布,，兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動勢：
e＝BD        (3－36)
式中,，為管道截面上的平均流速．由此可得管道的體積流量為：
qv＝πDUˉ＝   （3－37）
由上式可見，體積流量qv與感應(yīng)電動勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系,，與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比,，與其它物理參數(shù)無關(guān)．這就是電磁流量計(jì)的測量原理．
需要說明的是，要使式（3—37）嚴(yán)格成立,，必須使測量條件滿足下列假定：
①磁場是均勻分布的恒定磁場,；
②被測流體的流速軸對稱分布；
③被測液體是非磁性的,；
④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性,。
圖3－17電磁流量計(jì)原理簡圖
1－磁極；2－電極,；3－管道
(二)勵磁方式
勵磁方式即產(chǎn)生磁場的方式．由前述可知，為使式(3—37)嚴(yán)格成立,，*個必須滿足的條件就是要有一個均勻恒定的磁場．為此,，就需要選擇一種合適的勵磁方式。目前,，一般有三種勵碰方式,，即直流勵磁,、交流勵磁和低頻方波勵磁．現(xiàn)分別予以介紹．
1．直流勵磁
直流勵磁方式用直流電產(chǎn)生磁場或采用*磁鐵，它能產(chǎn)生一個恒定的均勻磁場．這種直流勵磁變送器的zui大優(yōu)點(diǎn)是受交流電磁場干擾影響很小,，因而可以忽略液體中的自感現(xiàn)象的影響．但是,，使用直流磁場易使通過測量管道的電解質(zhì)液體被極化，即電解質(zhì)在電場中被電解,，產(chǎn)生正負(fù)離子．在電場力的作用下,，負(fù)離子跑向正極，正離子跑向負(fù)極．如圖3—18所示．這樣,，將導(dǎo)致正負(fù)電極分別被相反極性的離子所包圍,，嚴(yán)重影響電磁流量計(jì)的正常工作．所以，直流勵磁一般只用于測量非電解質(zhì)液體,，如液態(tài)金屬等．
圖3－18直流勵磁方式
2．交流勵磁
目前,，工業(yè)上使用的電磁流量計(jì)，大都采用工頻(50Hz)電源交流勵磁方式,，即它的磁場是由正弦交變電流產(chǎn)生的,，所以產(chǎn)生的磁場也是一個交變磁場．交變磁場變送器的主要優(yōu)點(diǎn)是消除了電極表面的極化于擾．另外，由于磁場是交變的,，所以輸出信號也是交變信號,，放大和轉(zhuǎn)換低電平的交流信號要比直流信號容易得多．
如果交流磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為
B＝Bm sint             （3－38）
則電極上產(chǎn)生的感生電動勢為
e＝Bm Dsint            （3－39）
被測體積流量為
qv= D                  （3－40）
式中Bm――磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的zui大值；
――勵磁電流的角頻率,，＝2f,；
t――時間；
f――電源頻率．
由式(3－40)可知,，當(dāng)測量管內(nèi)徑D不變,，磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm為一定值時，兩電極上輸出的感生電動勢e與流量qv成正比．這就是交流磁場電磁流量變送器的基本工作原理．
值得注意的是,，用交流磁場會帶來一系列的電磁干擾問題．例如正交干擾．同相干擾等,，這些干擾信號與有用的流量信號混雜在一起．因此，如何正確區(qū)分流量信號與干擾信號,，并如何有效地抑制和排除各種干擾信號,，就成為交流勵磁電磁流量計(jì)研制的重要課題。
3．低頻方波勵磁
直流勵磁方式和交流勵滋方式各有優(yōu)缺點(diǎn),，為了充分發(fā)揮它們的優(yōu)點(diǎn),，盡量避免它們的缺點(diǎn)，70年代以來,，人們開始采用低頻方波勵磁方式．它的勵磁電流波形如圖3—19所示,，其頻率通常為工頻的1／4－l／10．
圖3－19方波勵磁電流波形
從圖3－19可見，在半個周期內(nèi),，磁場是恒穩(wěn)的直流磁場,，它具有直流勵磁的特點(diǎn),，受電磁干擾影響很小．從整個時間過程看,，方波信號又是一個交變的信號,，所以它能克服直流勵滋易產(chǎn)生的極化現(xiàn)象．因此，低頻方波勵磁是一種比較好的勵磁方式,，目前已在電磁流量計(jì)上廣泛的應(yīng)用．概括一下,，電磁流量計(jì)具有如下幾個優(yōu)點(diǎn)：
①電磁流量計(jì)能避免交流磁場的正交電磁干擾；
②電磁流量計(jì)消除由分布電容引起的工頻干擾,；
③電磁流量計(jì)抑制交流磁場在管壁和流體內(nèi)部引起的電渦流,；
④電磁流量計(jì)排除直流勵磁的極化現(xiàn)象．
 

三，自來水流量計(jì)優(yōu)勢及*賣點(diǎn)：

 1.傳感器zui重要的部件－線圈作*化的設(shè)計(jì),，并通過zui嚴(yán)格的實(shí)流試驗(yàn),，切實(shí)保證產(chǎn)品的測量精度

2.信號電極作*的靜電屏蔽處理，保證小信號不會受線圈的干擾,，保證低流速的測量精度

3.線圈與外界作隔離處理,，保證線圈長期的絕緣強(qiáng)度，也就保證傳感器的長期測量精度

4.傳感器所有的焊接工藝都采用氬弧焊工藝,，雖然成本較高,，但能保證焊接的可靠性（焊接是傳感器的zui主要的生產(chǎn)工藝），特別是安裝線圈后的zui后一道焊接工序,，用氬弧焊工藝能保證已安裝的線圈不被損傷

5.采用接地電極結(jié)構(gòu),，形成一個平衡電極平面，保證整個測量平均速度的過程都被限制在平衡電極平面之內(nèi)進(jìn)行,，能很好的消除電氣噪聲干擾,，提供精確的測量結(jié)果

6.采用定制的雙層屏蔽電纜

7.可編程頻率低頻矩形波勵磁，提高了流量測量的穩(wěn)定性,，功率損耗低

8.特殊介質(zhì)測量（如漿液）采用高頻勵磁,，消除雜波干擾

9.采用16位嵌入式微處理器，運(yùn)算速度快,，精度高

10.全數(shù)字處理,，抗干擾能力強(qiáng)，測量可靠,，精度高

11.超低EMI開關(guān)電源,，適用電源電壓變化范圍大，抗EMC性能好

12.用單塊電路板完成所有功能設(shè)計(jì),，采用SMD器件和表面帖裝SMT）技術(shù),，電路可靠性高

13.高清晰度背光中文LCD顯示，顯示累積流量、瞬時流量,、流速、流量百分比等

14.菜單操作,，使用方便,，操作簡單，易學(xué)易懂

15.雙向測量系統(tǒng),，內(nèi)部具有三個積算器可分別顯示正向累計(jì)量,、反向累計(jì)量及差值積算量

16.具有自檢與自診斷功能，并在屏幕上顯示

17.*的防雷設(shè)計(jì)

 

四,，自來水流量計(jì)解剖圖：

 

 

五,，自來水流量計(jì)電極選擇：

SUS316L不銹鋼電極

鈦電極

鉭電極

4、根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性,、磨損性及溫度來選擇襯里材料,。

橡膠襯里示意圖

PO襯里示意圖

四氟襯里示意圖

5、電磁流量計(jì)防護(hù)等級,。根據(jù)國標(biāo)GB4208-1984約同于電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)（IEC529-7B）,，外殼防護(hù)等級的標(biāo)準(zhǔn)為：IP65為防噴水型，即可允許水從任何方向?qū)x表噴水,，噴水壓力為30Kpa,。出水量為0.75m3/h，噴水口離儀表距離為3m,；IP67為防浸水型,，即儀表可全部浸入水中，zui高點(diǎn)應(yīng)在水下至少150cm,，持續(xù)時間至少30min,。IP68為潛水型，能長期在水下工作,。根據(jù)以上規(guī)定,，在地下安裝易被水淹的儀表應(yīng)選IP68，儀表在地上安裝的宜選IP65,。

6,、根據(jù)連接儀表管道的絕緣性選擇接地。

7,、根據(jù)被測介質(zhì)的zui高壓力選擇電磁流量計(jì)的公稱壓力,。對于介質(zhì)壓力為10MPa、16MPa,、25MPa,、32MPa幾個等級的流量測量，應(yīng)選用高壓型電磁流量計(jì)流量計(jì)。其zui大口徑為100mm,。

電磁流量計(jì)前方zui少要有5＊D（D為流量計(jì)內(nèi)徑）長度的直管段,，后方zui少要有3＊D（D為流量計(jì)內(nèi)徑）長度的直管段；

流體的流動方向和流量計(jì)的箭頭方向*,；
管道內(nèi)要有真空會損壞流量計(jì)的內(nèi)襯,，需特別注意；
在電磁流量計(jì)附近應(yīng)無強(qiáng)電磁場,；
在電磁流量計(jì)附近應(yīng)有充裕的空間,，以便安裝和維護(hù)；
若測量管道有振動,，在流量計(jì)的兩邊應(yīng)有固定的支座測量不同介質(zhì)的混合液體時混合點(diǎn)與流量計(jì)之間的距離zui少要有30×D（D砂漿流量計(jì)內(nèi)徑）長度為方便今后流量計(jì)的清洗和維護(hù),，應(yīng)安裝旁通管道；