摘要:流量傳(chuán)感器是把流(liu)過管道内的(de)導電液體的(de)體積流量轉(zhuan)換爲線性電(dian)信号的
流量(liàng)計
。其轉換原(yuán)理是法拉第(di)電磁感應定(dìng)律,即導體通(tong)過磁場,切割(ge)電磁線,産生(sheng)電動勢。流量(liàng)傳感器的磁(ci)場🐅是通過勵(lì)磁實現的,分(fèn)直流勵磁、交(jiao)流勵磁和低(dī)頻方波勵磁(cí)。其結構簡單(dan)說是由流量(liàng)傳感器和變(bian)送🐪器組成。
1概(gài)述
電磁流量(liàng)計
是基于法(fǎ)拉第電磁感(gǎn)應定律工作(zuo)的,用來測量(liàng)電導率大于(yú)5us/cm的導電液體(ti)的流量,是一(yi)種測量導電(dian)介質流量的(de)儀表㊙️。除了可(ke)以測量一般(ban)導電液體的(de)流量外,還可(kě)以用于測量(liang)強酸堿等腐(fǔ)蝕性液體和(he)均勻含有液(yè)固兩相懸浮(fu)的液體,如泥(ni)、礦、紙漿等。
采(cǎi)用電磁感應(ying)原理測量流(liú)體流速的電(dian)磁流量計,在(zài)管道🈲的兩側(ce)加一個磁場(chǎng),被測介質流(liú)過管道就切(qiē)割🧑🏾🤝🧑🏼磁力線,在(zai)兩個檢測電(dian)極上産生感(gǎn)應電勢,其大(dà)小正比于流(liú)體的運動速(sù)度❤️。可以用于(yú)測量酸堿鹽(yan)溶液、水煤漿(jiāng)、礦漿、合成纖(xian)維⁉️漿和感光(guāng)乳膠等流量(liang) [1] 。
2技術原理
2.1 工(gong)作原理
電磁(ci)流量計的工(gōng)作原理是基(ji)于法拉第電(dian)磁感應定律(lǜ)。在電⚽磁流量(liang)計中,測量管(guan)内的導電介(jie)質相當于法(fa)拉第試驗中(zhong)的導電金屬(shǔ)杆,上下兩端(duan)的兩個電磁(cí)線圈産生恒(heng)定磁場。當有(yǒu)導電介質流(liu)過時,則會産(chan)生感應電壓(ya)。管道内部的(de)兩個電極測(cè)量産生的感(gǎn)應電壓。測量(liàng)管道通過不(bu)導電的内襯(chen)(橡膠,特氟隆(lóng)等)實現🐪與流(liú)體和測量電(diàn)極的電磁隔(ge)離。
2.2 測量原理(li)
根據法拉第(di)電磁感應定(ding)律,當一導體(tǐ)在磁場中運(yùn)動切🙇♀️割磁力(li)線時,在導體(tǐ)的兩端即産(chǎn)生感生電勢(shi)e,其方向由右(you)手定則确,其(qí)大小與磁場(chǎng)的磁感應強(qiang)度B,導體在磁(cí)場内的長度(du)L及導體運動(dong)速度u成正比(bi),如果B,L,u三者👌互(hu)相垂直⛹🏻♀️,則e=Blu。
與(yu)此相仿,在磁(ci)感應強度爲(wei)B的均勻磁場(chang)中,垂直于🌈磁(ci)場♈方向放一(yī)個内徑爲D的(de)不導磁管道(dào),當導電液體(tǐ)在管道中以(yǐ)流速u流動時(shí),導電流體就(jiù)切割磁力線(xian)。如果在管道(dào)截面上垂直(zhi)于磁場的直(zhí)徑兩端安裝(zhuang)一對電極則(ze)可以證明,隻(zhi)要管道内流(liú)速分布爲軸(zhóu)對稱分布,兩(liang)電極之間也(ye)産生感應電(dian)動勢:e=BD式中,爲(wèi)管道截面上(shàng)的平均流速(sù)。由此可得管(guan)道的🌏體積❤️流(liú)量爲:qv=4BLV/πD2由🔴上式(shì)可見,體積流(liú)量qv與感應電(diàn)動勢e和測量(liàng)管内徑D呈線(xian)性關🛀🏻系,與磁(ci)場的磁感應(yīng)強度B成反比(bi),與其他物理(li)參數無關,這(zhè)就是電磁流(liú)量計的測❌量(liang)原理。
需要說(shuō)明的是,要使(shǐ)式qv=4BLV/πD2嚴格成立(li),必須使電磁(cí)流量計測量(liang)條件滿足下(xia)列假定:
(1)磁場(chang)是均勻分布(bu)的恒定磁場(chang);
(2)被測流體的(de)流速軸對稱(cheng)分布;
(3)被測液(yè)體是非磁性(xing)的;
(4)被測液體(ti)的電導率均(jun1)勻且各向同(tóng)性 [2] 。
3電磁流量(liang)計特點?
(1)測量(liàng)精度不受流(liú)體密度、黏度(dù)、溫度、壓力和(he)電導率變化(hua)的影響⛹🏻♀️,傳感(gan)器感應電壓(ya)信号與平均(jun1)流速呈線性(xing)關系,因此測(cè)量精度高。
(2)測(cè)量管道内無(wu)阻流件,因此(cǐ)沒有附加的(de)壓力損失;測(cè)😍量🚩管道内🔴無(wu)可動部件,因(yīn)此傳感器壽(shòu)命極長。
(3)由于(yú)感應電壓信(xin)号是在整個(ge)充滿磁場的(de)空間中形成(chéng)📧的,是管道載(zǎi)面上的平均(jun1)值,因此傳感(gǎn)器所需的直(zhí)管段較短,長(zhang)度爲5倍的管(guǎn)道直徑。
(4)傳感(gǎn)器部分隻有(yǒu)内襯和電極(jí)與被測液體(ti)接觸,隻要合(he)理選擇電極(jí)和内襯材料(liào),即可耐腐蝕(shí)和耐磨🌂損。
(5) LDE轉(zhuǎn)換器采用單(dan)片機(MCU)和表面(miàn)貼裝技術(SMT),性(xing)能可靠,精度(du)高,功耗低,零(ling)點穩定,參數(shu)設定方便。點(dian)擊中文顯示(shì)LCD,顯示累積流(liú)量,瞬❓時流量(liàng)、流速、流量百(bǎi)分比等。
(6)雙向(xiàng)測量系統,可(ke)測正向流量(liang)、反向流量。采(cǎi)用特殊的生(sheng)産工藝🈲和優(yōu)質材料,确保(bao)産品的性能(néng)在長時候内(nei)保持穩定 [3] 。
4安(ān)裝時需注意(yi)的事項
電磁(cí)流量傳感器(qì)外殼防護等(deng)級一般是IP65(國(guó)際GB4208外殼防護(hu)等級——防塵防(fáng)碰水級),其安(ān)裝主要要求(qiu)是:
(1)變送器可(kě)垂直,水平,傾(qīng)斜安裝,應保(bao)證滿管條件(jian),即應安裝在(zai)任何時候測(ce)量導管内部(bù)能充滿液體(ti),以防止由于(yú)測量導管🔱内(nèi)沒有液體而(er)指針不在零(líng)位造成的錯(cuò)覺。最好垂直(zhí)安裝,使液體(tǐ)自❓下而上流(liu)經儀表,如不(bú)能垂直安裝(zhuang)時,也可以水(shuǐ)平安裝,但要(yao)使🔆兩電極在(zài)同一水平而(ér)上🌈。
(2)變送器和(he)轉換器必須(xū)使用同一電(dian)源。
(3)變送器上(shang)遊側應有不(bú)小于5D的直管(guǎn)段,當有閥門(mén),擴大管時應(ying)加長到10D。上遊(you)的截止閥應(yīng)全開,不能全(quan)開時,閥🏒應按(àn)截流方向(即(ji)插🈲入方向)和(he)電極軸成45度(du)的角設置🍓。調(diào)節閥應裝在(zai)下遊側。爲防(fang)止液體擾動(dong),擴💃🏻大管的圓(yuán)錐角應小于(yú)15度。
(3)傳感器應(ying)安裝在幹燥(zao)通風的地方(fāng),避免潮濕、容(rong)易積🛀水受⭕淹(yān),還應避免陽(yang)光直射和雨(yu)水直接淋澆(jiāo)。
(4)盡可能避免(miǎn)安裝在周圍(wei)環境溫度過(guò)高的地方。
(5)安(ān)裝傳感器的(de)管道上應無(wú)較強的漏電(dian)流,應盡可能(neng)地遠離有🚶♀️強(qiang)電磁場的設(she)備,如大機電(diàn)、大變壓器等(děng),以免引♻️起電(diàn)磁場幹擾:
(6)安(ān)裝傳感器的(de)管道或地面(mian)不應有強烈(lie)的震動,特别(bié)🐅是一🥰體型儀(yi)表;
(7)安裝傳感(gan)器的地點要(yào)考慮工作人(rén)員現場維修(xiu)的空間📧。
5電磁(ci)流量計的投(tóu)運步驟
(1)打開(kai)閥門,使液體(tǐ)充滿系統。
(2)排(pai)除洩露點。如(rú)法蘭一側出(chu)現洩露,可将(jiang)對側法蘭
螺(luó)栓每次松半(ban)扣,同時相應(yīng)上緊洩露側(ce)螺栓。
(3)排除系(xi)統内殘留氣(qi)體。
(4)接通變送(sòng)器和轉換器(qi)的電源,通電(dian)預熱。
(5)關閉閥(fa)門,使變送器(qì)内充滿液态(tai)。
(6)檢查調整轉(zhuan)換器零點。
(7)重(zhong)新打開閥門(mén),達到100%流量,檢(jiǎn)查輸出是否(fǒu)正确和穩定(ding)。
6結束語
現如(rú)今我國多數(shu)工廠是采用(yong)國産電磁流(liu)量計,其性能(néng)指标較以往(wang)有了較大進(jin)步,但和國外(wai)産品相比還(hái)🛀🏻有進步的空(kōng)間,所以提高(gao)電磁流量計(jì)的測量精度(dù)和質量,降低(dī)維護費用,是(shi)現階段以及(jí)今後的㊙️主要(yao)發展方向。
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