電磁流量計(jì)在化工行業(yè)的應(yīng)用
發(fā)布時間：2023-03-02 23:47:22來源：hseauto.cn來源：..
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電磁流量計(jì)（Electromagnetic Flowmeter）是由直接接觸管道介質(zhì)的傳感器和上端信號轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。它是基于法拉第電磁感應(yīng)定律工作的，用來測量電導(dǎo)率大于5μs/m的導(dǎo)電液體的流量，是一種測量導(dǎo)電介質(zhì)流量的儀表。除了可以測量一般導(dǎo)電液體的流量外，還可以用于測量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕性液體和均勻含有液固兩相懸浮的液體，如泥漿、礦漿、紙漿等。
電磁流量計(jì)特別設(shè)計(jì)了帶背光寬溫的中文液晶顯示器，功能齊全實(shí)用、顯示直觀、操作使用方便，可以減少其他電磁流量計(jì)英文菜單所帶來的不便。另外我們獨(dú)家設(shè)計(jì)4-6多電極結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保證了測量精度并且任何時候無需接地環(huán)，減輕了儀表體積和安裝維護(hù)的麻煩。
電磁流量計(jì)在滿足現(xiàn)場顯示的同時，還可以輸出4~20mA電流信號供記錄、調(diào)節(jié)和控制用，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門。
采用電磁感應(yīng)原理測量介質(zhì)流體流速的電磁流量計(jì)。它在管道的兩側(cè)加一個磁場，被測介質(zhì)流過管道就切割磁力線，在兩個檢測電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其大小正比于流體的運(yùn)動速度。可以用于測量酸堿、鹽溶液、水煤漿、礦漿、砂漿灰泥、紙漿、樹脂、橡膠乳、合成纖維漿和感光乳膠等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質(zhì)的流量。電磁流量計(jì)密封性能好，還可用于自來水和地下水道系統(tǒng)。而且測量過程不與流體接觸，適于制藥、生物化學(xué)和食品工業(yè)。這種流量計(jì)還可檢測血液流量。它的量程比約為100：1，精度一般為1%，由于這種傳感器必須保持管道內(nèi)電阻和測量電路阻抗之間有一定比例關(guān)系，因此在制造上有一定困難。當(dāng)被測介質(zhì)的電導(dǎo)率約為10歐姆·厘米時就開始產(chǎn)生困難，電導(dǎo)率更低時就產(chǎn)生原理性困難。當(dāng)電導(dǎo)率為10歐姆·厘米時，就達(dá)到導(dǎo)電介質(zhì)和電介質(zhì)之間的“分界線”，熱噪聲電平隨內(nèi)阻的增大而顯著增加。
電磁流量計(jì)是高精度、高可靠和使用壽命長的流量儀表，所以在設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、選材、制定工藝、生產(chǎn)裝配和出廠測試等過程中每一個環(huán)節(jié)我們都非常細(xì)致講究，還自行設(shè)計(jì)了一套中國最先進(jìn)的，專用于電磁流量計(jì)的生產(chǎn)設(shè)備和流量實(shí)流標(biāo)定裝置，從而在軟件和硬件上都能切實(shí)保證產(chǎn)品長期的高質(zhì)量。電磁流量計(jì)特別設(shè)計(jì)了帶背光寬溫的中文液晶顯示器，功能齊全實(shí)用、顯示直觀、操作使用方便，可以減少其他電磁流量計(jì)英文菜單所帶來的不便。另外我們獨(dú)家設(shè)計(jì)4-6多電極結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保證了測量精度并且任何時候無需接地環(huán)，減輕了儀表體積和安裝維護(hù)的麻煩。
1.技術(shù)原理
1.1工作原理
電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計(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。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
1.2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山流動時，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=（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，必須使電磁流量計(jì)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。
2.電磁流量計(jì)的安裝條件
按EMF自身的轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類.，有分離型和一體型兩種。如在污水廠中大口徑流量計(jì)傳感器大多安裝在地下，所以建議選擇P68（防塵防潛水級），如果安裝在地上，建議選擇P67（防塵防濺水級）。小口徑以一體式為多。通常EMF對安裝場所要求有：
a.測量混合相流體時，選擇不會引起相分離的場所：測量雙組分液體時，避免裝在混合尚未均勻的下游：測量化學(xué)反應(yīng)管道時，要裝在反應(yīng)充分完成段的下游：盡量滿足前后直管段分別不小于5D和2D。
b.盡可能避免測量管內(nèi)變成負(fù)壓。
c.選擇震動小的場所，特別對一體型儀表。
d避免附近有大電機(jī)、大變壓器等，以免引起電磁場干擾。
e.易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場所。
f.盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體。
g.盡可能避免受陽光直照。
3.電磁流量計(jì)的環(huán)境條件
一般儀表應(yīng)用于爆炸性危險環(huán)境應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)GB3836.1《爆炸性環(huán)境電氣設(shè)備通用要求》的規(guī)定，選擇適應(yīng)使用場所環(huán)境的氣氛、爆炸性混合物的分級分組、設(shè)備類型以及其他安全規(guī)則或標(biāo)準(zhǔn)的儀表。另外，外界磁場、電氣干擾、環(huán)境溫度和濕度也是EMF選型的考慮要點(diǎn)。
4.測量原理
（1）由于沒有節(jié)流件，儀表幾乎無壓力損失，僅消耗10~20W的電功率，這點(diǎn)與節(jié)流的差壓式流量計(jì)相比，其節(jié)能效果成為EMF發(fā)展的大優(yōu)勢。
（2）EMF所得的體積流量，實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力、雷諾數(shù)以及在一定范圍內(nèi)電導(dǎo)率變化的影響。
（3）EMF測量范圍很大，通常為20：1~501，每個量程又可從2%~100%線性測量，EMF的測量范圍可涵蓋紊流和層流兩種速度分布狀態(tài)，這是其他流量計(jì)不能與之相比擬的。
（4）測量原理是線性的，測量精確度高，反應(yīng)速度快，可測脈動流量和快速累積總量，可測正反雙向流量，傳感器前后直管段要求低
（5）耐腐蝕性能好，使用可靠，維護(hù)方便，壽命長。
但是，EMF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：受襯里材料和電極絕緣材料的溫度限制，不能測量較高溫度的液體。
5.電磁流量計(jì)在煤化工行業(yè)上的應(yīng)用
電磁流量計(jì)雖然在測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號與平均流速呈線性關(guān)系，測量精度高，但是也存在著一些問題，在煤化工行業(yè)主要應(yīng)用在水煤漿流量測量和黑水流量測量等方面，下面將在這一領(lǐng)域使用遇到的問題和解決方法與大家共享。
在煤漿測量方面也出過一些問題，如測量物體沉淀，造成煤漿流量計(jì)測量電極被覆蓋，影響測量精度等問題，易造成煤漿沉淀的主要原因是流量計(jì)傳感器設(shè)計(jì)不合理，電極與輸送管道不是一個水平位置，電磁流量計(jì)測量電極水平布置時低于管道，在測量物體流過時易在低處產(chǎn)生沉淀，覆蓋電極，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)，影響裝置穩(wěn)定運(yùn)行，目前國際上一些著名品牌的流量計(jì)也沒有好的解決方法，但是這問題被我國上海某家企業(yè)所攻克，他們的做法是將電磁流量計(jì)傳感器的管徑縮小，與輸送介質(zhì)管線直徑不一致，目的是加快介質(zhì)通過電磁流量計(jì)傳感器的速度，降低介質(zhì)在傳感器處的沉淀，但是這樣設(shè)計(jì)又遇到了一個難題，就是流速加快，流動產(chǎn)生的噪聲增大，噪聲增大對測量精度又有一定的影響，為了剛好的解決這個問題，他們又將電磁流量計(jì)傳感器內(nèi)襯改為橡膠襯，同時增加厚度，有效的降低了噪聲，這樣就很好的解決了電磁流量計(jì)測量不準(zhǔn)確的問題。
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