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電磁流量計工作原理
點擊次數：997 發布時間：2017-1-23
電磁流量計廣泛應用于污水，氟化工，生產用水，自來水行業以及醫藥，鋼鐵等等諸多方面。由于原理決定了它只能測導電液體。雖說它在可靠性和穩定性方面都比其它種類的流量計要好許多，但客戶在實際使用過程中，還是會發生一些問題，下面我就電磁流量計在選型和安裝上詳細說一下：
一，和其它流量計一樣，雖然電磁流量計它的測量范圍比是30：1，比渦街流量計和差壓式流量計都要高，但也是有限制的，許多客戶定表時，常常把它和水表相比較，以為可以測量很低的流速，一般情況下，它只能測0.1m/s.低于此流速電磁流量計就很難正確測量。所以定貨初期對流量范圍比要搞清楚。定貨時不能按原先管道口徑來定貨，按你實際流量來定儀表口徑。
二，和其它流量計一樣，電磁流量計對安裝前后直管道也有要求，只不過比其它類流量計要求更低，但zui關健一點要滿足：就是滿管，再滿管。不滿管的情況下容易引起流量計亂跳：
三，和其它流量計一樣，電磁流量計也有防護等級，一般一體式的防護等級為IP65，分體式的為IP68(針對傳感器而言)，如果客戶對儀表安裝環境有要求，安裝地點在地下陰井或其它一些潮濕的地方，建議客戶選用分體式的。以免選錯對儀表造成損害。
四，電磁流量計可以測腐蝕性液體，但定貨初期客戶要正確提供其它測量介質屬性，以免選型時對電極選型上的錯誤，導致傳感器在后期使用過程中報廢，給客戶帶來不便和經濟上的損失。
五，電磁流量計雖說可靠性比較好，一般情況下不會損壞，但由于其原理決定，傳感器電極表面一直和液體接觸，時間久了，電極表面比較容易受污染。所以電磁流量計一般情況下，客戶有條件拆的情況下，建議一年到一年半之間拆出來清洗一次電極以保證流量計整機的測量精度。任何儀器儀表都是需要“保養”的，電磁流量計也不例外。
六，在主管線是垂直管線時，一般情況下，要求水流是自下而上，盡量不要自上而下。后者容易引起流量波動比較大。安裝除了滿管以外，這點也是很重要的，其次就是前后直管道的距離了。
選擇便于維修，活動方便的地方。流量計應安裝在水泵后端，決不能在抽吸側安裝；閥門應安裝在流量下游側。
工作原理
電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計。電磁流量計的優點是壓損極小，可測流量范圍大。zui大流量與zui小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業管徑范圍寬，zui大可達3m，輸出信號和被測流量成線性，度較高，可測量電導率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
當導體在磁場中作切割磁力線運動時，在導體中會產生感應電勢，感應電勢的大小與導體在磁場中的有效長度及導體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。同理，導電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應力線時，也會在管道兩邊的電極上產生感應電勢。感應電勢的方向由右手定則判定，感應電勢的大小由下式確定：
Ex=BDv-----------------式（1）
式中Ex—感應電勢，V；
B—磁感應強度，T
D—管道內徑，m
v—液體的平均流速，m/s
然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（πD²）/4的乘積，將式（1）代入該式得：
Qv=(πD/4B)* Ex ---------式（2）
由上式可知，在管道直徑D己定且保持磁感應強度B不變時，被測體積流量與感應電勢呈線性關系。若在管道兩側各插入一根電極，就可引入感應電勢Ex，測量此電勢的大小，就可求得體積流量。
據法拉第電磁感應原理，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極，當導電液體沿測量管軸線運動時，導電液體切割磁力線產生感應電勢，此感應電勢由兩個檢測電極檢出，數值大小與流速成正比例，其值為：
E=B·V·D·K
式中： E－感應電勢；
K－與磁場分布及軸向長度有關的系數；
B－磁感應強度；
V－導電液體平均流速；
D－電極間距；（測量管內直徑）
傳感器將感應電勢E作為流量信號，傳送到轉換器，經放大，變換濾波等信號處理后，用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉換器有4~20mA輸出，輸出及頻率輸出，并設有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協議。
注：不同電磁流量計參數略有差異，使用時請務必查看說明書。
根據法拉第電磁感應定律，在磁感應強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速v流動時，導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則可以證明，只要管道內流速分布為軸對稱分布，兩電極之間產生感生電動勢：
e=KBDv (3-36)
式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數。由此可得管道的體積流量為：
qv= πeD/4KB (3-37)
由上式可見，體積流量qv與感應電動勢e和測量管內徑D成線性關系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數無關。這就是電磁流量計的測量原理。
需要說明的是，要使式(3—37)嚴格成立，必須使電磁流量計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被測液體的電導率均勻且各向同性。
技術要求
準確度等級
流量計在規定的流量范圍內準確度等級、zui大允許誤差應符合表1的規定。流量計誤差表示使用相對示值誤差。
準確度等級和zui大允許誤差
準確度等級 | 0.2 | （0.25） | （0.3） | 0.5 |
zui大允許誤差 | ±0.2% | （±0.25%） | （±0.3%） | ±0.5% |
準確度等級 | 1.0 | 1.5 | 2.5 | / |
zui大允許誤差 | ±1.0% | ±1.5% | ±2.5% | / |
注：優先采用不帶括號的等級 |
引用誤差
對于用于瞬時流量指示的流量計誤差表示也可使用引用誤差，其zui大允許誤差系列應符合表1規定，其檢定結果的標書中不再給出準確等級，而使用其zui大允許誤差表示，且還應在zui大允許誤差后標注FS，如±0.5%FS。
在一臺流量計的一次檢定中，應按照準確度等級和引用誤差之中的一種給出流量計誤差表示方法；對于使用相對示值誤差和引用誤差組合表示誤差的流量計，一次檢定中也應統一使用一種方法表示其誤差。
重復性
流量計的重復性不得超過相應準確度等級規定的zui大允許誤差值的1/3。
測量范圍
電磁流量計測量范圍度大，通常為20：1~50：1，可選流量范圍寬；電磁流量計的口徑范圍比其它品種流量儀表寬，從幾毫米到3米；可測量正反雙向流量，也可測脈動流量，只要脈動頻率低于激磁頻率很多；儀表輸出本質上是線性的；易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應用于腐蝕性流體等優點。由于電磁流量計測量含有懸浮固體或污臟體的機會遠比其他流量儀表多，出現內壁附著層產生的故障概率也就相對較高。 若附著層電導率與液體電導率相近，儀表還能正常輸出信號，只是改變流通面積，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導率附著層，電極間電動勢將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路。后兩種現象均會使儀表無法工作。