德國(guó)恩德斯豪斯E+H電磁流量計(jì)主要測(cè)什么

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電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測(cè)流量范圍大。很大流量與很小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，很大達(dá)到3m，輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性，精確度較高，可測(cè)量電導(dǎo)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(cè)量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比。同理，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線時(shí)，也會(huì)在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。

感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判定，感應(yīng)電勢(shì)的大小由下式確定：

Ex=BDv-----------------式（1）。

式中Ex—感應(yīng)電勢(shì)，V；

B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T

D—管道內(nèi)徑，m

v—液體的平均流速，m/s。

然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（πD）/4的乘積，將式（1）代入該式得：

Qv=(πD/4B)* Ex ---------式（2）。

由上式可知，在管道直徑D己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí)，被測(cè)體積流量與感應(yīng)電勢(shì)呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極，就可引入感應(yīng)電勢(shì)Ex，測(cè)量此電勢(shì)的大小，就可求得體積流量。

據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，在與測(cè)量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管軸線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此感應(yīng)電勢(shì)由兩個(gè)檢測(cè)電極檢出，

數(shù)值大小與流速成正比例，其值為：E=BVDK，

式中： E－感應(yīng)電勢(shì)；

K－與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)；

B－磁感應(yīng)強(qiáng)度；

V－導(dǎo)電液體平均流速；

D－電極間距；（測(cè)量管內(nèi)直徑）。

傳感器將感應(yīng)電勢(shì)E作為流量信號(hào)，傳送到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)放大，變換濾波等信號(hào)處理后，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出，報(bào)警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協(xié)議。注：不同電磁流量計(jì)參數(shù)略有差異，使用時(shí)請(qǐng)務(wù)必查看說(shuō)明書(shū)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)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v流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極則可以證明，

只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱分布，兩電極之間產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)：e=KBDv (3-36)。

式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數(shù)。

由此可得管道的體積流量為：qv= πeD/4KB (3-37)。

由上式可見(jiàn)，體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和測(cè)量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比，與其它物理參數(shù)無(wú)關(guān)。這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理。需要說(shuō)明的是，要使式(3—37)嚴(yán)格成立，

電磁流量計(jì)是怎么分類的

德國(guó)恩德斯豪斯E+H電磁流量計(jì)主要測(cè)什么電磁流量計(jì)的分類方法有很多種，本文參照VTON的方法進(jìn)行詳細(xì)的分類。

一、按傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝方式分類

1、    分體型電磁流量計(jì)：分體型是電磁流量計(jì)普遍應(yīng)用的形式，傳感器接入管道，轉(zhuǎn)換器裝在儀表室或人們易于接近的傳感器附近，相距數(shù)十到數(shù)百米。為防止外界噪聲侵入，信號(hào)電纜通常采用雙層屏蔽。測(cè)量電導(dǎo)率較低液體而相聚超過(guò)30m時(shí)，為防止電纜部分電容造成信號(hào)衰減，內(nèi)層屏蔽也有要求接上與芯線同電位低阻抗源的屏蔽驅(qū)動(dòng)。分離型轉(zhuǎn)換器可遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境，電子部件檢查、調(diào)整和參數(shù)設(shè)定就比較方便。

2、    一體型電磁流量計(jì)：傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝在一起直接輸出直流電流（或頻率）標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)際上成為電磁流量變送器。一體型縮短了二者之間信號(hào)線和激磁線的連接長(zhǎng)度，并使之物外接，隱蔽在儀表內(nèi)部，從而減少信號(hào)衰減和空間電磁波噪聲侵入。同樣測(cè)量電路與分體型相比可測(cè)較低電導(dǎo)率的液體。取消了信號(hào)線和激磁線的布線，簡(jiǎn)化電氣連接，儀表價(jià)格和安裝費(fèi)用均相對(duì)便宜，較多采用于小管徑儀表。隨著二線制儀表的商品化發(fā)展，一體型儀表將會(huì)有較快發(fā)展。但如果由于管道布置限制，安裝在不易接近的場(chǎng)所，則維護(hù)不便。此外，轉(zhuǎn)換器電子部件裝于管道上，將受到流體溫度和管部震動(dòng)的較大限制。

二、按流量傳感器電極是否與被測(cè)液體接觸分類

1、接觸型電極——與液體接觸的電極是EMF的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通常為一對(duì)電極，大口徑電磁流量計(jì)儀表業(yè)有用兩對(duì)電極。非滿管型EMF也有用3對(duì)電機(jī)或條形電極。

2、非接觸型電極——大面積電極緊貼襯里（或絕緣測(cè)量管）外表面，以電容耦合方式檢拾流量信號(hào)，可測(cè)量比接觸型電極的電容檢測(cè)方式的電磁流量計(jì)簡(jiǎn)稱電容式電磁流量計(jì)。前置放大器置于傳感器內(nèi)僅靠電極，激磁頻率比通常EMF高，為50/2Hz，也有超過(guò)100Hz者。本類儀表不會(huì)產(chǎn)生電極鈍化、氧化和觸媒作用等電極表面效應(yīng)噪聲，也機(jī)會(huì)不存在流動(dòng)噪聲和漿液噪聲。襯里內(nèi)表面覆蓋油脂等非導(dǎo)電層或薄絕緣結(jié)構(gòu)層也不會(huì)影響測(cè)量；但覆蓋層若為導(dǎo)電膜則儀表將無(wú)指示。

三、按流量傳感器與管道連接方式分類

1、法蘭連接——法蘭連接是傳統(tǒng)的連接方式，傳感器兩端有連接法蘭，與管道法蘭間用螺栓固定之，可單向安裝。電磁流量計(jì)的大口徑傳感器都采用本連接方式。體積和重量都比夾裝連接方式大。DN15～600mm 電磁流量計(jì)的兩法蘭面間長(zhǎng)度，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已制定標(biāo)準(zhǔn)（ISO 13359;1998）予以統(tǒng)一。

2、法蘭夾裝連接：法蘭夾裝連接時(shí)近年發(fā)展的連接方式，電磁流量計(jì)的傳感器本身無(wú)法蘭，以較長(zhǎng)的螺栓夾持在管道兩法蘭之間接入管系。本方式傳感器體積小重量輕，對(duì)于不同壓力規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)管系法蘭孔距適應(yīng)性強(qiáng)；但只適用于較小管徑（200mm一下），承受液體工作壓力較低。

3、卡箍連接：卡箍式連接能夠?qū)崿F(xiàn)電磁流量計(jì)的快速拆卸和安裝，便于日常頻繁的清洗。一般情況下，進(jìn)口衛(wèi)生型電磁流量計(jì)采用的是卡箍連接

4、螺紋連接：該類電磁流量計(jì)較多應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等工業(yè)和藥業(yè)配比注入等場(chǎng)所。螺紋連接還有較多應(yīng)用于石油、地質(zhì)勘探等16～25MPa以上高壓注水或水泥漿液流量測(cè)量，螺紋形狀則為梯形。

四、按輸出信號(hào)連接和激磁（或電源）連線制式分類

1、  四線制電磁流量計(jì)——四線制是傳統(tǒng)電磁流量計(jì)的輸出信號(hào)線和電源線（或流量傳感器和傳感器間的激磁電線）分別由2組各2根導(dǎo)線的四線制組成，是當(dāng)前的主要制式。

2、  二線制電磁流量計(jì)——當(dāng)前溫度、壓力/差壓、流量和物位等參量現(xiàn)場(chǎng)儀表趨向于輸出信號(hào)和電源共用導(dǎo)線的二線制儀表發(fā)展。二線制儀表不需要市電電源，而電磁流量計(jì)常裝在無(wú)市電供給的偏僻場(chǎng)所，采用二線制可節(jié)省市電布線工程費(fèi)用。二線制電磁流量計(jì)電源供給的設(shè)計(jì)思路上又分為零信號(hào)輸出電流（即4mA）供給、大于零信號(hào)輸出供給和電池（或太陽(yáng)電池）供給。電池供電型電磁流量計(jì)和電磁式水表適應(yīng)配置于遠(yuǎn)離城市配水池或郊外污水處理后排放點(diǎn)等市電引入困難的場(chǎng)所。有些型號(hào)儀表電池使用壽命1-2年，有些則長(zhǎng)達(dá)8～10年。

五、按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類

1、    管道式電磁流量計(jì)：管道型結(jié)構(gòu)即如傳統(tǒng)電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)，流量傳感器帶有測(cè)量管段連接到管道系統(tǒng)中。

2、    插入式電磁流量計(jì)：插入型流量傳感器實(shí)質(zhì)上是電磁流速傳感器，激磁線圈和電極組裝成桿狀，從待測(cè)管道上開(kāi)孔中插入，測(cè)得的流速與轉(zhuǎn)換器預(yù)置的管道面積等系數(shù)相乘鹽酸求取流量。除單點(diǎn)的“點(diǎn)流速"外，還有側(cè)多點(diǎn)“徑流速"者。VTON的插入式電磁流量計(jì)適用于大型管道，因?yàn)槭菧y(cè)量局部流速推算流體流量，測(cè)量精度要低于短管型，通常僅用于過(guò)程控制，不適宜應(yīng)用于貿(mào)易核算計(jì)量，但是價(jià)格相對(duì)便宜。

六、按用途分類

1、    通用型：在冶金、石化、造紙、印染、紡織、給水、污水處理等工業(yè)一般較多采用分體型中、大口徑法蘭連接方式；醫(yī)藥、生物、精細(xì)化工等工業(yè)常用微小口徑、小口徑儀表，一體型夾裝連接方式或螺紋連接方式的電磁流量計(jì)適用場(chǎng)所較多。

2、    防爆型：防爆型電磁流量計(jì)應(yīng)用于有易燃?xì)夥盏膱?chǎng)所。由于大部分電磁流量計(jì)的幾次電流能量較大，通常設(shè)計(jì)成隔爆型、充砂型、澆封型和氣密型等。但是現(xiàn)在有些電磁流量計(jì)激磁功率大幅度降低，也有了本質(zhì)安全型即以前所稱安全火花型，流量傳感器部分和轉(zhuǎn)換部分有條件組成一體，全部裝在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)。

3、    衛(wèi)生型：乳酪、食品、醫(yī)藥、生物化學(xué)等工業(yè)要求定時(shí)通蒸汽滅菌，傳感器要便于拆卸清洗，與管道連接部分要求用快速裝卸的衛(wèi)生型規(guī)定的結(jié)構(gòu)，與液體接觸的材質(zhì)應(yīng)是無(wú)毒無(wú)害的。衛(wèi)生型電磁流量計(jì)正是為了滿足上述要求而研發(fā)的。