工(gong)作原(yuan)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。較大流量與較小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業管徑范圍寬，較大可達3m，輸出信號和被測流量成線性，準確度較高，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(zai)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)中(zhong)(zhong)作切割磁(ci)力(li)(li)線運(yun)(yun)動(dong)時，在(zai)導體中(zhong)(zhong)會(hui)產(chan)生(sheng)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)電(dian)(dian)勢(shi)，感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)電(dian)(dian)勢(shi)的(de)(de)(de)大小與導體在(zai)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)有效(xiao)長(chang)度(du)及導體在(zai)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)中(zhong)(zhong)作垂直于(yu)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)方向(xiang)(xiang)運(yun)(yun)動(dong)的(de)(de)(de)速度(du)成正比。同(tong)理，導電(dian)(dian)流(liu)體在(zai)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)中(zhong)(zhong)作垂直方向(xiang)(xiang)流(liu)動(dong)而(er)切割磁(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)力(li)(li)線時，也(ye)會(hui)在(zai)管道(dao)兩邊的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)上產(chan)生(sheng)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)電(dian)(dian)勢(shi)。感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)電(dian)(dian)勢(shi)的(de)(de)(de)方向(xiang)(xiang)由右手(shou)定則(ze)判定，感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)電(dian)(dian)勢(shi)的(de)(de)(de)大小由下式確定：

Ex=BDv－－－－－－－－－－－－－－－－-式(shi)（1）

式中Ex—感應電勢，V；

　　B—磁(ci)感應強(qiang)度，T

　　D—管道內徑，m

　　v—液(ye)體的平均流速，m/s

然而體積(ji)流(liu)量qv等于流(liu)體的(de)流(liu)速v與管道截面積(ji)（πD2）/4的(de)乘積(ji)，將式（1）代入(ru)該式得(de)：

Qv=(πD/4B)* Ex －－－－－－－－-式（2）

由上式可知，在(zai)管(guan)道直徑D己(ji)定且保持磁感(gan)應(ying)強度B不變時，被測體積流量與(yu)感(gan)應(ying)電(dian)(dian)(dian)勢呈線性關系。若在(zai)管(guan)道兩側各(ge)插入(ru)一(yi)根電(dian)(dian)(dian)極，就(jiu)(jiu)可引入(ru)感(gan)應(ying)電(dian)(dian)(dian)勢Ex，測量此電(dian)(dian)(dian)勢的大小，就(jiu)(jiu)可求得體積流量。

據法拉(la)第(di)電(dian)(dian)(dian)磁感應(ying)原理，在(zai)與測量管軸線(xian)(xian)(xian)和(he)磁力線(xian)(xian)(xian)相垂直的管壁(bi)上(shang)安裝了一(yi)對(dui)檢(jian)測電(dian)(dian)(dian)極，當導(dao)電(dian)(dian)(dian)液體(ti)沿測量管軸線(xian)(xian)(xian)運動時，導(dao)電(dian)(dian)(dian)液體(ti)切割磁力線(xian)(xian)(xian)產生(sheng)感應(ying)電(dian)(dian)(dian)勢(shi)，此感應(ying)電(dian)(dian)(dian)勢(shi)由(you)兩個檢(jian)測電(dian)(dian)(dian)極檢(jian)出，數值(zhi)大小與流速成正比例，其值(zhi)為：

E=B·V·D·K

式中：E－感應電勢；

K－與磁場分布及軸向長度(du)有關的系(xi)數；

B－磁感應強度；

V－導電液體平均流速；

D－電極間(jian)距(ju)；（測(ce)量管內直(zhi)徑）

傳感(gan)器(qi)將感(gan)應電勢(shi)E作為(wei)流量(liang)信號，傳送到轉換器(qi)，經(jing)放大，變換濾波(bo)等信號處理后，用帶背光的點陣式(shi)液晶顯示瞬時(shi)流量(liang)和累積(ji)流量(liang)。轉換器(qi)有4~20mA輸(shu)出，報警輸(shu)出及頻(pin)率(lv)輸(shu)出，并設(she)有RS－485等通訊(xun)接口，并支持HART和MODBUS協(xie)議。

注：不同電(dian)磁流量計參數略(lve)有差異，使用時請務必查看說明書。

根(gen)據法拉第電(dian)磁(ci)(ci)感應定律，在磁(ci)(ci)感應強度為B的(de)均勻(yun)磁(ci)(ci)場中，垂(chui)直于(yu)磁(ci)(ci)場方向放(fang)一個內徑(jing)為D的(de)不(bu)導磁(ci)(ci)管道(dao)，當導電(dian)液體在管道(dao)中以(yi)(yi)流(liu)速v流(liu)動時，導電(dian)流(liu)體就切割磁(ci)(ci)力線.如果在管道(dao)截面上垂(chui)直于(yu)磁(ci)(ci)場的(de)直徑(jing)兩端安裝一對(dui)電(dian)極(ji)則(ze)可以(yi)(yi)證明，只(zhi)要管道(dao)內流(liu)速分布(bu)為軸對(dui)稱(cheng)分布(bu)，兩電(dian)極(ji)之間(jian)產生(sheng)感生(sheng)電(dian)動勢：

e=KBDv (3-36)

式中，v為管道截面上的平(ping)均流(liu)速(su)，k為儀表(biao)常數。由此可得管道的體積(ji)流(liu)量(liang)為：

qv= πeD/4KB (3-37)

由(you)上式可見，體積流(liu)(liu)量(liang)qv與感應電動勢e和測(ce)量(liang)管內(nei)徑D成(cheng)線性關(guan)(guan)系，與磁(ci)(ci)場的磁(ci)(ci)感應強度(du)B成(cheng)反(fan)比，與其它物理(li)參數無(wu)關(guan)(guan)。這就是電磁(ci)(ci)流(liu)(liu)量(liang)計的測(ce)量(liang)原理(li)。

需要(yao)說明的是，要(yao)使式(3—37)嚴格成(cheng)立，必須使電磁流量計測量條(tiao)件滿足下列假(jia)定：

①磁場是均勻分(fen)布的恒定磁場;

②被測流體的流速軸對稱(cheng)分布;

③被測液體是非(fei)磁性的;

④被測液體(ti)的(de)電導率均勻且各向同性。

二(er)、使(shi)用特點(dian)

1、測量不受(shou)流體密度(du)、粘(zhan)度(du)、溫度(du)、壓力和電(dian)導率變(bian)化(hua)的影響；

2、測量(liang)管內(nei)無阻礙流動部(bu)件，無壓(ya)損，直管段要求較低。對(dui)漿液測量(liang)有獨特的(de)適應性；

3、合理(li)選擇傳感器(qi)襯里和電極(ji)材料，即(ji)具(ju)有良好的耐(nai)腐蝕和耐(nai)磨損性；

4、轉換器采用新穎勵磁方式，功耗低、零點穩定、準(zhun)確度高。流量范圍度可達150：1；

5、轉(zhuan)換器(qi)可與傳感器(qi)組(zu)成一體型或分離型；

6、轉換器(qi)采用16位高性能微處理器(qi)，2x16LCD顯(xian)示(shi)，參數(shu)設(she)定方便，編程可靠；

7、流(liu)量計為(wei)雙向測(ce)量系統，內裝三個積算器：正(zheng)向總(zong)量、反(fan)向總(zong)量及(ji)差值總(zong)量；可顯示(shi)正(zheng)、反(fan)流(liu)量，并具有(you)多種(zhong)輸出：電流(liu)、脈沖、數字通訊、HART；

8、轉換器采用表面安裝(zhuang)技術(shu)(SMT)，具(ju)有自檢和自診(zhen)斷功能；

9、測量精(jing)度(du)不受流體密度(du)、粘度(du)、溫度(du)、壓力和(he)電導率(lv)變化的影(ying)響，傳感器感應電壓信(xin)號與平均流速呈線性關系，因此(ci)測量精(jing)度(du)高(gao)。

10、測(ce)量管道內無阻流件，因此(ci)沒有(you)附(fu)加的壓力損失(shi)；測(ce)量管道內無可動部件，因此(ci)傳感器壽命極長。

11、由(you)于感應電壓(ya)信號是在整(zheng)個充滿(man)磁場的(de)(de)空間(jian)中形(xing)成的(de)(de)，是管(guan)(guan)道(dao)(dao)載面(mian)上的(de)(de)平(ping)均值，因(yin)此傳感器(qi)所需的(de)(de)直(zhi)管(guan)(guan)段較短，長度(du)為5倍的(de)(de)管(guan)(guan)道(dao)(dao)直(zhi)徑。

12、轉(zhuan)換器采用先進(jin)的單(dan)片機（MCU）和表面貼裝(zhuang)技術(shu)（SMT），性能可(ke)靠，精度高，功(gong)耗低，零(ling)點穩(wen)定，參數設定方便。點擊中(zhong)文顯(xian)(xian)示LCD，顯(xian)(xian)示累積流(liu)量，瞬時流(liu)量、流(liu)速、流(liu)量百分(fen)比等。

13、雙向測量系(xi)統，可測正向流量、反向流量。采用特殊的生產工(gong)藝和優質材料，確(que)保(bao)產品的性能在長時候內(nei)保(bao)持穩(wen)定。

三(san)、注意事項

1、 精(jing)度(du)等(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji)和功能(neng)(neng)根據(ju)測量(liang)要(yao)求和使用場合(he)選(xuan)擇(ze)儀(yi)表精(jing) 度(du)等(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji)，做(zuo)(zuo)到(dao)經濟合(he)算(suan)。比(bi)如用于貿易結算(suan)、產品交接和能(neng)(neng)源計量(liang)的(de)(de)場合(he)，應(ying)該選(xuan)擇(ze)精(jing)度(du)等(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji)高些，如1.0級(ji)(ji)、0.5級(ji)(ji)，或者(zhe)更高等(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji); 用于過程控制的(de)(de)場合(he)，根據(ju)控制要(yao)求選(xuan)擇(ze)不(bu) 同精(jing)度(du)等(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji);有些僅僅是檢(jian)測一下過程流量(liang)，無(wu)需(xu)做(zuo)(zuo)準確控制和計量(liang)的(de)(de)場合(he)，可以選(xuan)擇(ze)精(jing)度(du)等(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji)稍低的(de)(de)，如1.5級(ji)(ji)、2.5級(ji)(ji)，甚至 4.0級(ji)(ji)，這時可以選(xuan)用價格低廉的(de)(de)插入式電磁流量(liang)計。

2、測(ce)量(liang)(liang)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)流(liu)速(su)(su)、儀表量(liang)(liang)程與(yu)口(kou)徑(jing) 測(ce)量(liang)(liang)一般的(de)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)時(shi)，電磁流(liu)量(liang)(liang)計的(de)滿度 流(liu)量(liang)(liang)可以在(zai)測(ce)量(liang)(liang)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)流(liu)速(su)(su)0.5—12m/s范圍(wei)(wei)內(nei) 選(xuan)(xuan)用，范圍(wei)(wei)比較(jiao)寬。選(xuan)(xuan)擇儀表規格(口(kou)徑(jing))不一 定與(yu)工藝(yi)管(guan)道相(xiang)同，應視測(ce)量(liang)(liang)流(liu)量(liang)(liang)范圍(wei)(wei)是(shi)否 在(zai)流(liu)速(su)(su)范圍(wei)(wei)內(nei)確(que)定，即當管(guan)道流(liu)速(su)(su)偏低，不能(neng)滿足流(liu)量(liang)(liang)儀表要求時(shi)或者在(zai)此流(liu)速(su)(su)下測(ce)量(liang)(liang)準 確(que)度不能(neng)保證時(shi)，需(xu)要縮小(xiao)儀表口(kou)徑(jing)，從而提(ti) 高管(guan)內(nei)流(liu)速(su)(su)，得到滿意測(ce)量(liang)(liang)結果(guo)。

3、盡量(liang)避開(kai)鐵磁(ci)(ci)性物體及具(ju)有強電磁(ci)(ci)場的(de)(de)設備，以免磁(ci)(ci)場影響傳感器的(de)(de)工作磁(ci)(ci)場和流量(liang)信號。

4、應(ying)盡(jin)量安裝在(zai)干燥通風(feng)之處，避免日曬雨淋，環境溫度(du)應(ying)在(zai)-20～+60℃，相對濕度(du)小于85%。

5、流量計周圍應有充裕的空間(jian)，便于(yu)檢(jian)測與維修。