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分体式电磁流量计

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对分体式电磁流量计产品设计和使用中的误差调节有正确的认识

来源:www.sancdc.com作者:发表时间:2020-11-21 10:15:15

很好部分概述。
电磁式流量计的特性和工作原理
科学技术的飞速进步也同时带动了仪器仪表行业的发展,虽然分体式电磁流量计的测量原理比较简单,采用的是电磁感应技术,但分体式电磁流量计真正大规模地应用在生产实践中还是从20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的。近年来,随着集成电路和数字技术、因特网技术、物联网技术的蓬勃发展,分体式电磁流量计也进入了快速发展的后起之秀,其产品的应用领域也越来越广泛。电磁式流量计的优点是对液体有较强的适应能力,与其他类型的仪器相比具有较高的适应能力和准确度,在现代工业生产中,它的应用非常广泛,它几乎是一种用来测量液体流量的仪器,在各种不同的工业环境中,如煤浆用电磁式流量计、污水用电磁式流量计、自来水用电磁式流量计等,都有大量的应用,本文针对电磁式流量计的特点和工作原理,提出电磁式流量计在测量煤浆流量时存在的误差。本文对本仪器在测量中出现误差的原因进行了主要分析,并提出了加强技术改进,促使分体式电磁流量计更多地应用于各个领域和行业。
 
第二,测量流量的意义。
为满足各行各业、各种工作条件下对流体流量测量的需求,仪器仪表研究所研制了各种原理的流量计,并在国内每年生产厂家为市场提供一种新型流量计。曾经难于解决的流量测量问题,现在已经得到解决。特别是近30年来,微电子技术、计算机技术和通信技术的发展,使得流量测量仪器出现了一次飞跃,仪器的功能更加丰富,可靠性大大提高,测量精度也有了大幅提高,于是出现了科氏力级0.1级的质量流量计,精度大于±0.3%R的分体式电磁流量计等等。根据统计,目前市场上能买到的流量计种类多达百余种,各种不同类型的流量计相互竞争,并以其特有的优势占有一定的市场份额。直到今天,任何一种应用到今天,都是因为它们在某些方面具有比较优势,而且在竞争中获胜的新锐企业并不完美,不能指望一个流量计能够覆盖所有的应用领域。
关于分体式电磁流量计的特性、工作原理及测量范围。
 
㈠分体式电磁流量计。
用流量计来计量能源,往往与企业效益直接相关,是进行贸易结算的依据,进行能源科学管理,提高经济效益的重要手段。电磁式流量计图1(ElectromagneticFlowmeter)是根据法拉第电磁感应定律对导管中导电介质的体积流量进行测量的感应式仪器,它采用单片机嵌入技术实现数字励磁,同时在电磁式流量计上采用CAN现场总线。该传感器由直接与管道介质接触的传感器和上端信号转换器组成,其工作原理是根据法拉第电磁感应定律,测量电导率大于5μs/cm的导电液体的流量,同时也是一种导电介质流量测量仪器。除可测量一般导电液体的流量外,还可测量强酸、强碱等强腐蚀性液体以及均含液固两相悬浮液,如泥浆、矿浆、纸浆等。
 
㈡分体式电磁流量计的分类。
电磁式流量计的类型:一组,插入,分组。
验证方法:管道校准法。
其工作原理:是根据法拉第电磁感应原理,在与测量管轴线和磁力线垂直的管壁上安装一对探测电极,当导电液体沿着测量管轴线移动时,磁力线被导电液体切割,产生感应电势。其中最大的有在线和离线校验。
线上检测:用外夹超声波流量计对分体式电磁流量计测量的管路进行比对检测,以验证分体式电磁流量计是否有偏偏。此法准确度较低,只能定性判断。
 
脱机检查:即在校准装置上检查,一般介质为水。定标装置有两种类型:容积式标准装置和称重标准装置。经过校准,可使被测分体式电磁流量计的测量精度精确。
 
按照管路和流量传感器的类型,分为螺纹连接(油任连接的高压分体式电磁流量计)、夹持型(分体式电磁流量计)、法兰型(电磁式)、卫生型(电磁式)和插入型(电磁式)。按照传感器装配方式将转换器分为分体式和单体式。
 
根据是否与被测液体接触分为接触式和非接触式两种。
根据流量传感器结构的不同,分为短管式和插入式(EMI)。
根据使用情况的分类,有防侵水、防爆水、卫生、通用型和潜水型,可用于测量明渠流量(明渠流量计)。
根据激磁电流模式,分体式电磁流量计分为直流激磁、交流激磁、低频矩形波激磁、双频激磁。
根据输出信号的连接方式,分体式电磁流量计的激磁(或电源)联接方式分为四线制、二线制。
 
电磁式流量计是利用导电体在磁场中运动,产生感应电动势,然后与电流大小成正比,通过测量电流的大小来反映管路电流的原理而制成的。它具有较高的测量精度和灵敏度。工业界通常用来测量水,矿浆等介质的流量。可以测量2米管直径,且压损极小。但是,低导电性介质,如气体、蒸汽等,则无法使用。
 
电磁式流量计成本较高,信号易受到外磁场的干扰,影响了其在工业管流测量中的广泛应用。因此,产品在不断改进更新,向微机化方向发展。
 
现代化工业生产中,流动工质的温度、压力等工作参数不断提高,高温高压条件下,直接式质量流量计由于材料、结构等原因,使用难度大,而间接式质量流量计由于受湿度、压力的限制,使用时受到湿度、压力的限制,使用效果往往不好。所以在工业生产中广泛采用了压力温度补偿式质量流量计。可以将其视为一种间接式质量流量计,而不是配以密度计,而是利用温度、压力和密度之间的关系,将温度、压力信号通过函数转化为密度信号,乘体积流量得到质量流量.目前温度、压力补偿式质量流量计虽然已实用化,但当被测介质参数变化很大或变化很快时,难以或不可能进行适当的补偿,因此,对在实际生产中应用的质量流量计和密度计,还有待进一步研究。
 
㈢分体式电磁流量计的工作原理。
电磁力表的测量原理是基于法拉第电磁感应定律。该流量计的流量管内壁衬有绝缘材料,为非导磁合金短管。通过沿管径方向穿过管壁的两个电极,从而将测量管固定。其电极头和内衬的内表面基本齐平。在双向方波脉冲激励下,连续线圈在与测量管轴线垂直的方向产生一个通量密度为B的工作磁场。这时,如果有一定导电率的流体通过测量管,就会切割磁力线,使其感应到电动势E。电位E与磁通量成正比,测量了管道内径d与平均流速v之积;电位E(流量信号)由电极探测,并通过电缆传送到转换器。该转换器将收到的流量信号放大处理后,即可显示流体流量,同时可输出脉冲、模拟电流信号,以进行流量调节和控制。
式中:E=KBdv,E-电极之间的信号电压(v);B-磁通密度(T);d-测量管道直径(m);以及V-平均速度(m/s)。由E=KBdv可知,由于激励电流是恒流,所以B也是恒流,因此体积流量Q与信号电压E成正比,即流速感应信号电压E与体积Q成线性关系。所以,只需测量E即可确定流量Q,这就是分体式电磁流量计的基本原理。
 
这种分体式电磁流量计的工作原理如图2所示:
 
电磁流量计工作原理
㈣电磁流量计的量程范围。
被测介质的流速一般在2~4m/s之间,特殊情况下,低流速不能小于0.2m/s,高流速不能大于8m/s。当含有固体颗粒时,为了防止内衬和电极的过度磨损,常用的流速应该小于3m/s,对于电磁流量计粘滞流体,可以选择2m/s以上的流速,较大的流速可以自动消除粘附在电极上的现象,有利于提高测量精度。