電磁流量計(jì)(以下簡稱LDE)是運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表,。50年代初EMF完成了工業(yè)化運(yùn)用,,近年來世界規(guī)模EMF產(chǎn)量約占工業(yè)流量儀表臺數(shù)的5%~6.5%,。
70年代以來涌現(xiàn)鍵控低頻矩形波激磁方法,,逐步代替晚期運(yùn)用的工頻交換激磁方法,儀表性能有了很大進(jìn)步,,得到更為普遍的運(yùn)用,。
2. 原理與機(jī)構(gòu)
LDE的基礎(chǔ)原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,即導(dǎo)體在磁場中切割磁力線靜止時(shí)在其兩端發(fā)生感應(yīng)電動勢,。如圖1所示,,導(dǎo)電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)活動,與活動方向垂直的方向上發(fā)生與流量成比例的感應(yīng)電勢,,電動勢的方向按“弗來明右手規(guī)矩”,,其值如下式
式中 E-----感應(yīng)電動勢,即流量信號,,V;
k-----系數(shù),;
B-----磁感應(yīng)強(qiáng)度,T,;
D----測量管內(nèi)徑,,m;
--- 均勻流速,,m/s。
設(shè)液體的體積流量為,,則
式中 K 為儀表常數(shù),,K= 4 KB/πD 。
LDE由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大局部組成,。傳感器*構(gòu)造表示如圖2,,測量管高低裝有激磁線圈,通激磁電流后發(fā)生磁場穿過測量管,,一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸,,引出感應(yīng)電勢,送到轉(zhuǎn)換器,。激磁電流則由轉(zhuǎn)換器供給,。
3、 優(yōu) 點(diǎn)
LDE的測量通道是一段無阻流檢測件的潤滑直管,,因不易阻塞實(shí)用于測量含有固體顆?;蚶w維的液固二相流體,如紙漿,、煤水漿,、礦漿、泥漿和污水等,。
LDE不發(fā)生因檢測流量所造成的壓力喪失,,儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力,,節(jié)能后果明顯,關(guān)于請求低阻力喪失的大管徑供水管道zui為適宜,。
LDE所測得的體積流量,,實(shí)踐上不受流體密度、粘度,、溫度,、壓力和電導(dǎo)率(只有在某閾值以上)變更明顯的影響。
與其余大局部流量儀表相比,,前置直管段請求較低,。
LDE測量規(guī)模度大,通常為20:1~50:1,,可選流量規(guī)模寬,。滿度值液體流速可在0.5~10m/s內(nèi)選定。有些型號儀表可在現(xiàn)場依據(jù)須要擴(kuò)張和減少流量(例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù))不用取下作離線實(shí)流標(biāo)定,。
LDE的口徑規(guī)模比其余種類流量儀表寬,,從幾毫米到3m??蓽y正反雙向流量,,也可測脈動流量,只有脈動頻率低于激磁頻率很多,。儀表輸入實(shí)質(zhì)上是線性的,。
易于抉擇與流體接觸件的材料種類,可運(yùn)用于侵蝕性流體,。
4,、 缺 點(diǎn)
LDE不能測量電導(dǎo)率很低的液體,如石油制品和有機(jī)溶劑等,。不能測量氣體,、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。
通用型LDE因?yàn)橐r里材料和電氣絕緣材料限制,,不能用于較低溫度的液體,;有些型號儀表用于過低于室溫的液體,因測量管外凝露(或霜)而損壞絕緣,。
5,、 分 類
場上通用型產(chǎn)品和特別型儀表能夠從不同角度分類。
如按激磁電流方法劃分,,有直流激磁,、交換(工頻或其余頻率)激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁。幾種激磁方法的波形見圖3,。
按輸入信號連線和激磁(或電源)連線的制式分類,,有四線制和二線制。
按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方法分類,,有分別型和一體型,。
按流量傳感器與管道銜接方法分類,有法蘭銜接,、法蘭夾裝銜接,、衛(wèi)生型銜接和螺紋銜接。
按流量傳感器電極能否與被測液體接觸分類,,有接觸型和非接觸型,。按流量傳感器構(gòu)造分類,有短管型和拔出型,。
按用處分類,,有通用型、防爆型,、衛(wèi)生型,、防侵水型和潛水型等。
6. 選用斟酌要點(diǎn)
6.1 運(yùn)用概略
LDE運(yùn)用范疇普遍,。大口徑儀表較多運(yùn)用于給排水工程,。中小口徑罕用于固液雙相等難測流體或高請求場合,如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液,、有色冶金業(yè)的礦漿,、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)侵蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水掌握和監(jiān)漏,,長間隔管道煤的水力保送的流量測量和掌握。小口徑,、渺小口徑罕用于醫(yī)藥工業(yè),、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生請求的場合,。
6.2精度等級和功用
市場上通用型LDE的性能有較大區(qū)別,,有些精度高、功用多,,有些精度低,、功用簡樸。精度高的儀表基礎(chǔ)誤差為(±0.5%~±1%)R,,精度低的儀表則為(±1.5%~±2.5%)FS,,兩者價(jià)錢相差1~2倍。因而測量精度請求不很高的場合(例如非貿(mào)易核算僅以掌握為目標(biāo),只請求高牢靠性和優(yōu)異反復(fù)性的場合)選用高精度儀表在經(jīng)濟(jì)上是不合算的,。
有些型號儀表宣稱有更高的準(zhǔn)確度,,基礎(chǔ)誤差僅(±0.2%~±0.3%)R,但有嚴(yán)厲的安裝請求和參比條件,,例如環(huán)境溫度20~22℃,,前后置直管段長度請求分手大于10D,3D(通常為5D,2D)甚至提出流量傳感器要與前后置直管組成一體在流量規(guī)范安裝上作實(shí)流校準(zhǔn),以增添夾裝不善的影響,。因而在多種型號抉擇對比時(shí)不要單純只看高指標(biāo),,要具體瀏覽制作廠樣本或解釋書做綜合剖析。
市場上LDE的功用區(qū)別也很大,,簡樸的就只是測量單向流量,,只輸入模仿信號帶動后位儀表;多功用儀表有測雙向流,、量程切換,、高低限流量報(bào)警、空管和電源切斷報(bào)警,、小信號切除,、流量顯示和總量盤算、主動核查和故障自診斷,、與上位機(jī)通訊和靜止組態(tài)等,。有些型號儀表的串行數(shù)字通訊功用可選多種通訊接口和芯片(ASIC),以銜接HART協(xié)定體系,、PROFTBUS,、Modbus、CONFIG,、FF現(xiàn)場總線等,。
6.3流速、滿度流量,、規(guī)模度和口徑
選定儀表口徑不肯定與管徑雷同,,應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)保送水等粘度不同的液體,,管道流速個別是經(jīng)濟(jì)流速1.5~3m/s,。LDE用在這樣的管道上,傳感器口徑與管徑雷同即可,。
LDE滿度流量時(shí)液體流速可在1~10m/s規(guī)模內(nèi)選用,,規(guī)模是對比寬的。上限流速在原理上是不受限制的,,但是通常倡議不超越5m/s,,除非襯里材料能蒙受液流沖洗,實(shí)踐運(yùn)用很少超越7m/s,超越10m/s則更為稀有,。滿度流量的流速上限個別為1m/s,,有些型號儀表則為0.5m/s。有些新建工程運(yùn)行初期流量偏低或在流速偏低的管系,,從測量精度角度斟酌,,儀表口徑應(yīng)改用小于管徑,以異徑管銜接之,。
用于有易粘附,、沉積、結(jié)垢等物資的流體,,選用流速不低于2m/s,,進(jìn)步到3~4m/s或以上,起到自打掃,、避免粘附沉積等作用,。用于礦漿等磨耗性強(qiáng)的流體,罕用流速應(yīng)低于2~3m/s ,,以下降對襯里和電極的磨損,。
在測量靠近閾值的低電導(dǎo)液體,盡能夠選定較低流速(小于0.5~1m/s),,因流速進(jìn)步活動噪聲會增添,,而涌現(xiàn)輸入晃動景象。
LDE的規(guī)模度是對比大的,,通常不低于20,,帶有量程主動切換功用的儀表,可超越50~100,。
海內(nèi)能夠供給的定型產(chǎn)品的口徑從10mm到3000mm,,隨然實(shí)踐運(yùn)用還是以中小口徑居多,但與大局部其余原理流量儀表(如容積式,、渦輪式,、渦街式或科里奧利質(zhì)量式等)相比,大口徑儀表占領(lǐng)較大比重,。某企業(yè)近萬臺儀表中,50mm以下小口徑,、65~250mm中口徑,、300~900mm大口徑、1000mm以上超大口徑分手占37%,、45%,、15%和3%。
6.4液體電導(dǎo)率
運(yùn)用LDE的前提是被測液體必需是導(dǎo)電的,不能低于閾值(即上限值),。電導(dǎo)率低于閾值會發(fā)生測量誤差直至不能運(yùn)用,,超越閾值即便變更也能夠測量,示值誤差變更不大,,通用型LDE的閾值在10-4~(5×10-6)S/cm之間,,視型號而異。運(yùn)用時(shí)還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號線長度及其散布電容,,制作廠運(yùn)用解釋書中通慣例定電導(dǎo)率應(yīng)的信號線長度,。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測電導(dǎo)率低至5×10-8S/cm的液體。
工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/cm,,酸,、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-4~10-1S/cm之間,,運(yùn)用不存在問題,,低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。石油制品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過高攀不能運(yùn)用,。表1列出若干液體的電導(dǎo)率,。從材料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低,以為不能運(yùn)用,,但是實(shí)踐任務(wù)中會碰到因含有雜質(zhì)而能運(yùn)用的實(shí)例,,這類雜質(zhì)對增添電導(dǎo)率有利。關(guān)于水溶液,,材料中的電導(dǎo)率是用純水配比在試驗(yàn)室測得的,,實(shí)踐運(yùn)用的水溶液能夠用工業(yè)用水配比,電導(dǎo)率將比查得的要高,,也有利于流量測量,。
相關(guān)產(chǎn)品
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