工作原理
電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應定律。在測量原水流量中,測量管內的導電介質相當于法拉第試驗中的導電金屬桿,上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場。當有導電介質流過時,則會產生感應電壓。管道內部的兩個電極測量產生的感應電壓。測量管道通過不導電的內襯(橡膠,特氟隆等)實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。智能電磁流量計按安裝方式分為管道式和插入式兩種類型。兩種型式均由傳感器和智能信號轉換器組成,根據轉換器與傳感器的裝配形式可分為一體式和分體式二種結構。一體式:轉換器與傳感器直接裝配成一個整體,不可分離。常用于環(huán)鏡狀況較好的現(xiàn)場。分體式:轉換器通過一根專用電纜與傳感器組成的一臺產品,傳感器安裝在現(xiàn)場,轉換器安裝在條件較好的場所。常用于環(huán)鏡狀況較差的現(xiàn)場,如地進里,高溫旁,人員不便到達的地方。管道式一般適用于中小口徑的測量,特殊情況可定制,插入式一般適用于較大口徑管道流量的測量。
原理導圖
當導電流體流過垂直于流動方向的磁場時,導電液體感應出與平均流速成正比的感應電壓E,其感應電壓通過兩個直接與流體接觸的電極檢出,經轉換器放大、濾波、整形,送至MCU,完成瞬時流量、累積流量的顯示及輸出控制。E=KBVD式中:E---感應電壓 K---儀表常數(shù) B---磁感應強度V---測量管面內平均流速 D---流量計的通徑
產品結構圖
一款好的電磁流量計,具有較高的測量準確度,穩(wěn)定的產品性能,目前電磁流量計的準確一般為0.3級、0.5級,而部分小口徑產品可以做到0.2級。由于其測量原理的特殊性,需要測量介質具有一定的電導率(一般大于5us/cm),同時測量始動流速也有一定的要求(一般大于0.5m/s)。
電磁流量計的優(yōu)勢:
(1)測量管內無1阻1礙1流動部件,無壓損,直管段要求相對較低;
(2)測量精度高,穩(wěn)定性強,抗振動干1擾1能力強;
(3)測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響;
(4)具有多種電極和襯里選擇,抗介質腐蝕能力強。
(5)具有較大的量程比,一般0.5-5m/s流速下為10:1,部分口徑及流速下可以做到100:1,甚至150:1
電磁流量計的局限性:
(1)測量介質,必需具有一定的電導率(一般大于5us/cm),同時測量始動流速也有一定的要求(一般大于0.5m/s)
(2)測量介質的溫度受限于襯里材質,對于高溫介質的測量效果不佳。
(3)無法測量氣體、蒸氣等介質。
(4)測量電極長時間工作,可能會出現(xiàn)結垢情況,需清潔后才可測量
(5)對于高粘稠介質和固液兩相介質的則量,需采用高頻勵磁方式,低頻低磁精度差。
(6)由于傳感器結構原理的限制,大口徑產品成本過高,導致產品口徑增大,價格直線增高。
(7)由于其原理限制,儀表傳感器線圈需通電產生磁場,其功耗相對較高,不太適合電池供電。
雖然有著上述的一些缺點,但是目前電磁流量計在大部分液體介質的測量時,仍被大量使用,其優(yōu)秀的測量準確度及低維護成本,深受廣大客戶喜愛。綜上所述,電磁流量計有著自已的優(yōu)缺點,用戶根據行業(yè)及工況條件,選擇合適的流量計產品。目前市場的電磁流量計可以分為一體式,插入式,分體式,可以滿足各種環(huán)境,而且可以定制,精度比之前的顯著提高。插入式電磁流量計精度更高,可以達到0.1%。
經典故障及處理
1. 無電流輸出。檢查電源部分是否存在故障,測試電源電壓是否正常;測試保險絲通斷;檢查傳感器箭頭是否與流體流向一致,如不一致調換傳感器安裝方向;檢查傳感器是否充滿流體,如沒有充滿流體,更換管道或垂直安裝。
2. 信號越來越小或突然下降。測試兩電極間絕緣是否破壞或被短路,兩電極間電阻值正常在(70~100)Ω之間;測量管內壁可能沉積污垢,應清洗和擦拭電極,切勿劃傷內襯。測量管襯里是否破壞,如破壞應予以更換。
3. 零點不穩(wěn)定。檢查介質是否充滿測量管及介質中是否存在氣泡,如有氣泡可在上游加裝消氣器,如水平安裝可改成垂直安裝;檢查儀表接地是否完好,如不好,應進行三級接地(接地電阻≤100Ω)。
4. 流量指示值與實際不符。檢查傳感器中的流體是否充滿管,有無氣泡,如有氣泡可在上游加裝消氣器;檢查各接地情況是否良好;檢查流量計上游是否有閥,如有,移至下游或使之全開;檢查轉換器量程設定是否正確,如不對,重新設定正確量程。