摘要(yao):流量傳感器是(shì)把流過管道内(nèi)的導電液體的(de)體積🏃♂️流量轉換(huàn)爲線性電信号(hào)的
流量計
。其轉(zhuan)換原理是法拉(la)第電磁感應定(ding)律,即導體通過(guo)磁場,切割電磁(ci)線,産生電動勢(shi)。流量傳感器的(de)磁場是通過勵(lì)磁實👨❤️👨現的,分直(zhí)流勵磁、交流勵(lì)磁和低頻方波(bo)勵磁。其結構簡(jiǎn)單說是由📐流量(liang)傳🐪感器和變送(song)器組成。
1概述
電(diàn)磁流量計
是基(ji)于法拉第電磁(ci)感應定律工作(zuo)的,用來測量電(diàn)導率大于5us/cm的導(dao)電液體的流量(liang),是一種測量導(dǎo)電介質流量的(de)儀表。除了🌂可以(yi)測量一般導電(diàn)液體的流量外(wai),還🈲可以用于測(ce)量強酸堿等腐(fǔ)蝕性液體和均(jun1)勻含有液✂️固兩(liǎng)相懸浮的液體(tǐ)💋,如泥、礦、紙漿等(deng)。
采用電磁感應(yīng)原理測量流體(tǐ)流速的電磁流(liú)量計,在管👨❤️👨道的(de)兩側加一個磁(cí)場,被測介質流(liu)過管道就😍切割(ge)磁力線,在☂️兩個(gè)檢測電極上産(chan)生感應電勢,其(qí)大小正💜比于流(liu)體的運動速度(dù)。可以用于測量(liàng)酸堿鹽溶液、水(shuǐ)煤漿、礦漿、合成(chéng)纖維漿和感光(guang)乳膠等流量 [1] 。
2技(ji)術原理
2.1 工作原(yuán)理
電磁流量計(jì)的工作原理是(shi)基于法拉第電(diàn)磁感應定律。在(zai)電磁🈲流量計中(zhōng),測量管内的導(dǎo)電介質相當于(yu)法拉第試驗🔞中(zhong)的導電金屬杆(gǎn),上下兩端的兩(liǎng)個電磁線圈産(chan)生恒定磁場。當(dang)有導電介🎯質流(liu)過時,則會産生(sheng)感⭕應電壓。管道(dao)内部的兩個電(diàn)極測量産生的(de)感應電壓。測量(liàng)管道通過不導(dao)電的内襯(橡膠(jiao),特💋氟隆等)實現(xiàn)與🐆流體和測量(liang)電極的電磁隔(ge)離。
2.2 測量原理
根(gēn)據法拉第電磁(ci)感應定律,當一(yi)導體在磁場中(zhōng)運動切割磁力(li)線時,在導體的(de)兩端即産生感(gǎn)生電勢e,其方🌐向(xiang)由右手定則✍️确(què),其大小與磁場(chang)的磁感應強⭕度(dù)B,導體在磁場内(nèi)的長度L及導體(ti)運動速度u成正(zhèng)比,如果B,L,u三者🏃🏻♂️互(hu)相垂直,則e=Blu。
與此(ci)相仿,在磁感應(yīng)強度爲B的均勻(yun)磁場中,垂直于(yú)磁場方向♋放一(yi)個内徑爲D的不(bu)導磁管道,當導(dao)電液體在管道(dào)中以流速u流動(dong)🔞時,導電流體就(jiu)切割磁力線。如(rú)果✊在管道截面(mian)上‼️垂直于磁場(chang)的直徑兩端安(an)裝一對電極則(ze)可以證明,隻要(yào)㊙️管道内流🏃♀️速分(fèn)布爲軸對稱分(fèn)布,兩電極之間(jiān)🏃🏻♂️也産生感應電(diàn)動勢:e=BD式中,爲管(guan)道截面上的平(píng)均流速。由此可(ke)得管道的體積(ji)流量爲:qv=4BLV/πD2由☂️上式(shi)可見,體積流量(liang)qv與感應電動勢(shi)e和測🐅量管内徑(jing)D呈線性關👄系,與(yu)磁場的磁感💔應(ying)強度B成反比,與(yu)其他🔞物理參數(shù)無關,這就是電(dian)磁流量計🐇的測(ce)量原理。
需要說(shuo)明的是,要使式(shì)qv=4BLV/πD2嚴格成立,必須(xū)使電磁流量計(ji)測量條件❗滿足(zu)下列假定:
(1)磁場(chang)是均勻分布的(de)恒定磁場;
(2)被測(ce)流體的流速軸(zhóu)對稱分布;
(3)被測(ce)液體是非磁性(xing)的;
(4)被測液體的(de)電導率均勻且(qiě)各向同性 [2] 。
3電磁(cí)流量計特點?
(1)測(ce)量精度不受流(liú)體密度、黏度、溫(wēn)度、壓力和電導(dǎo)率變化🐉的影響(xiǎng),傳感器感應電(diàn)壓信号與平均(jun)流速呈📱線性關(guān)系,因此測量精(jīng)度🏒高。
(2)測量管道(dao)内無阻流件,因(yīn)此沒有附加的(de)壓力損失;測量(liàng)管道内無可動(dòng)部件,因此傳感(gǎn)器壽命極長。
(3)由(yóu)于感應電壓信(xin)号是在整個充(chong)滿磁場的空間(jiān)中形成的,是管(guǎn)道載面上的平(ping)均值,因此傳感(gan)器所需的直管(guǎn)段較短,長度⭐爲(wèi)5倍的管道直徑(jing)。
(4)傳感器部分隻(zhi)有内襯和電極(jí)與被測液體接(jiē)觸,隻要👈合理選(xuan)擇電極和内襯(chen)材料,即可耐腐(fu)蝕和耐磨損。
(5) LDE轉(zhuan)換器采用單片(pian)機(MCU)和表面貼裝(zhuāng)技術(SMT),性能可靠(kao),精度高,功🏃🏻耗低(di),零點穩定,參數(shù)設定方便。點擊(jī)中文顯示LCD,顯示(shì)累積流量,瞬時(shi)流量、流速、流量(liang)百分比等。
(6)雙向(xiàng)測量系統,可測(ce)正向流量、反向(xiàng)流量。采用特殊(shu)的🌐生産工藝和(hé)優質材料,确保(bao)産品的性能在(zài)長時候内🌈保持(chi)穩定 [3] 。
4安裝時需(xū)注意的事項
電(dian)磁流量傳感器(qì)外殼防護等級(jí)一般是IP65(國際GB4208外(wai)殼⁉️防護等級——防(fang)塵防碰水級),其(qi)安裝主要要求(qiu)是:
(1)變送器可垂(chuí)直,水平,傾斜安(ān)裝,應保證滿管(guan)條件,即🚩應安裝(zhuang)♋在任何時候測(cè)量導管内部能(néng)充滿液體,以防(fáng)止由于測量導(dǎo)管内沒有液體(tǐ)而指針不在零(ling)位造成的錯覺(jiào)。最好垂直安裝(zhuang),使液體自下而(er)上流經儀表,如(ru)不能垂直安裝(zhuang)時,也可以水平(ping)安裝,但要使兩(liang)電極在同🔴一水(shuǐ)平而上🔱。
(2)變送器(qì)和轉換器必須(xū)使用同一電源(yuán)。
(3)變送器上遊側(ce)應有不小于5D的(de)直管段,當有閥(fa)門,擴大管時應(ying)加長到10D。上遊的(de)截止閥應全開(kāi),不能全開時,閥(fa)應按截流方向(xiàng)💞(即插入方向)和(hé)電極軸成45度的(de)角設置♊。調節閥(fa)應裝在下遊側(ce)。爲防止🏃🏻液體擾(rǎo)動,擴大管的圓(yuan)錐角應小❤️于15度(du)。
(3)傳感器應安裝(zhuang)在幹燥通風的(de)地方,避免潮濕(shī)、容易積水受淹(yan),還應避免陽光(guāng)直射和雨水直(zhí)接淋澆。
(4)盡可能(néng)避免安裝在周(zhōu)圍環境溫度過(guò)高的地方。
(5)安裝(zhuāng)傳感器的管道(dào)上應無較強的(de)漏電流,應盡可(ke)能地遠離有🏒強(qiang)電磁場的設備(bei),如大機電、大變(biàn)壓器等,以免引(yǐn)起電磁場幹擾(rao):
(6)安裝傳感器的(de)管道或地面不(bu)應有強烈的震(zhen)動,特别是一體(ti)型儀表;
(7)安裝傳(chuan)感器的地點要(yào)考慮工作人員(yuan)現場維修的空(kōng)🈲間♻️。
5電磁流量計(ji)的投運步驟
(1)打(dǎ)開閥門,使液體(tǐ)充滿系統。
(2)排除(chu)洩露點。如法蘭(lan)一側出現洩露(lu),可将對側法蘭(lan)🏃
螺栓每次松半(bàn)扣,同時相應上(shang)緊洩露側螺栓(shuān)。
(3)排除系統内殘(can)留氣體。
(4)接通變(biàn)送器和轉換器(qi)的電源,通電預(yu)熱。
(5)關閉閥門,使(shǐ)變送器内充滿(man)液态。
(6)檢查調整(zheng)轉換器零點。
(7)重(zhòng)新打開閥門,達(dá)到100%流量,檢查輸(shū)出是否正确和(hé)穩定。
6結束語
現(xian)如今我國多數(shu)工廠是采用國(guo)産電磁流量計(jì),其性能指标較(jiao)以往有了較大(da)進步,但和國外(wai)産品相比還🌍有(you)進🤟步的♊空間,所(suo)以💋提高電磁流(liú)量計的測量精(jīng)度和質量,降🍉低(dī)維護🔞費用,是現(xiàn)階段以及今後(hou)的主要發展方(fāng)向。
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