摘要：流量傳感器是把流過管道內(nèi)的導(dǎo)電液體的體積流量轉(zhuǎn)換為線性電信號的流量計。其轉(zhuǎn)換原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體通過磁場，切割電磁線，產(chǎn)生電動勢。流量傳感器的磁場是通過勵磁實現(xiàn)的，分直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁。其結(jié)構(gòu)簡單說是由流量傳感器和變送器組成。
1概述
電磁流量計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5us/cm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，還可以用于測量強酸堿等腐蝕性液體和均勻含有液固兩相懸浮的液體，如泥、礦、紙漿等。
采用電磁感應(yīng)原理測量流體流速的電磁流量計，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動速度�？梢杂糜跍y量酸堿鹽溶液、水煤漿、礦漿、合成纖維漿和感光乳膠等流量 [1] 。
2技術(shù)原理
2.1 工作原理
電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗中的導(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)實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
2.2 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，其大小與磁場的磁感應(yīng)強度B，導(dǎo)體在磁場內(nèi)的長度L及導(dǎo)體運動速度u成正比，如果B，L，u三者互相垂直，則e=Blu。
與此相仿，在磁感應(yīng)強度為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u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，兩電極之間也產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：e=BD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=4BLV/πD2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呈線性關(guān)系，與磁場的磁感應(yīng)強度B成反比，與其他物理參數(shù)無關(guān)，這就是電磁流量計的測量原理。
需要說明的是，要使式qv=4BLV/πD2嚴(yán)格成立，必須使電磁流量計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] 。
3電磁流量計特點?
（1）測量精度不受流體密度、黏度、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，因此測量精度高。
（2）測量管道內(nèi)無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內(nèi)無可動部件，因此傳感器壽命極長。
（3）由于感應(yīng)電壓信號是在整個充滿磁場的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長度為5倍的管道直徑。
（4）傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測液體接觸，只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料，即可耐腐蝕和耐磨損。
（5） LDE轉(zhuǎn)換器采用單片機(MCU)和表面貼裝技術(shù)(SMT)，性能可靠，精度高，功耗低，零點穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)定方便。點擊中文顯示LCD，顯示累積流量，瞬時流量、流速、流量百分比等。
（6）雙向測量系統(tǒng)，可測正向流量、反向流量。采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質(zhì)材料，確保產(chǎn)品的性能在長時候內(nèi)保持穩(wěn)定 [3] 。
4安裝時需注意的事項
電磁流量傳感器外殼防護等級一般是IP65（國際GB4208外殼防護等級——防塵防碰水級），其安裝主要要求是：
（1）變送器可垂直，水平，傾斜安裝，應(yīng)保證滿管條件，即應(yīng)安裝在任何時候測量導(dǎo)管內(nèi)部能充滿液體，以防止由于測量導(dǎo)管內(nèi)沒有液體而指針不在零位造成的錯覺。最好垂直安裝，使液體自下而上流經(jīng)儀表，如不能垂直安裝時，也可以水平安裝，但要使兩電極在同一水平而上。
（2）變送器和轉(zhuǎn)換器必須使用同一電源。
（3）變送器上游側(cè)應(yīng)有不小于5D的直管段，當(dāng)有閥門，擴大管時應(yīng)加長到10D。上游的截止閥應(yīng)全開，不能全開時，閥應(yīng)按截流方向(即插入方向)和電極軸成45度的角設(shè)置。調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝在下游側(cè)。為防止液體擾動，擴大管的圓錐角應(yīng)小于15度。
（3）傳感器應(yīng)安裝在干燥通風(fēng)的地方，避免潮濕、容易積水受淹，還應(yīng)避免陽光直射和雨水直接淋澆。
（4）盡可能避免安裝在周圍環(huán)境溫度過高的地方。
（5）安裝傳感器的管道上應(yīng)無較強的漏電流，應(yīng)盡可能地遠離有強電磁場的設(shè)備，如大機電、大變壓器等，以免引起電磁場干擾：
（6）安裝傳感器的管道或地面不應(yīng)有強烈的震動，特別是一體型儀表；
（7）安裝傳感器的地點要考慮工作人員現(xiàn)場維修的空間。
5電磁流量計的投運步驟
（1）打開閥門，使液體充滿系統(tǒng)。
（2）排除泄露點。如法蘭一側(cè)出現(xiàn)泄露，可將對側(cè)法蘭
螺栓每次松半扣，同時相應(yīng)上緊泄露側(cè)螺栓。
（3）排除系統(tǒng)內(nèi)殘留氣體。
（4）接通變送器和轉(zhuǎn)換器的電源，通電預(yù)熱。
（5）關(guān)閉閥門，使變送器內(nèi)充滿液態(tài)。
（6）檢查調(diào)整轉(zhuǎn)換器零點。
（7）重新打開閥門，達到100%流量，檢查輸出是否正確和穩(wěn)定。
6結(jié)束語
現(xiàn)如今我國多數(shù)工廠是采用國產(chǎn)電磁流量計，其性能指標(biāo)較以往有了較大進步，但和國外產(chǎn)品相比還有進步的空間，所以提高電磁流量計的測量精度和質(zhì)量，降低維護費用，是現(xiàn)階段以及今后的主要發(fā)展方向。
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