沃茨WBAS電磁流量計(jì)WEMF-16CDN40

電磁流量計(jì)(Electromagnetic Flowmeters,簡(jiǎn)稱EMF)是20世紀(jì)50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的新型流量測(cè)量?jī)x表. 電磁流量計(jì)是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理, 根據(jù)導(dǎo)電流體通過(guò)外加磁場(chǎng)時(shí)感生的電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)量導(dǎo)電流體流量的一種儀器.

電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測(cè)量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成.

磁路系統(tǒng):其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場(chǎng).直流磁路用磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn),其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,受交流磁場(chǎng)的干擾較小,但它易使通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化,使正電極被負(fù)離子包圍,負(fù)電極被正離子包圍,即電極的極化現(xiàn)象,并導(dǎo)致兩電極之間內(nèi)阻增大,因而嚴(yán)重影響儀表正常工作.當(dāng)管道直徑較大時(shí),磁鐵相應(yīng)也很大,笨重且不經(jīng)濟(jì),所以電磁流量計(jì)一般采用交變磁場(chǎng),且是50HZ工頻電源激勵(lì)產(chǎn)生的.

測(cè)量導(dǎo)管:其作用是讓被測(cè)導(dǎo)電性液體通過(guò).為了使磁力線通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管時(shí)磁通量被分流或短路,測(cè)量導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成,可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等.

電極:其作用是引出和被測(cè)量成正比的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào).電極一般用非導(dǎo)磁的不銹鋼制成,且被要求與襯里齊平,以便流體通過(guò)時(shí)不受阻礙.它的安裝位置宜在管道的垂直方向,以防止沉淀物堆積在其上面而影響測(cè)量精度.

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.大流量與小流量的比值一般為20:1以上,適用的工業(yè)管徑范圍寬,大可達(dá)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v等于流體的流速v與管道截面積(πD2)/4的乘積,將式(1)代入該式得:

v=(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=.K

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.

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:

v= πeD/4KB (3-37)

由上式可見(jiàn),體積流量v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,必須使電磁流量計(jì)測(cè)量條件滿足下列假定:

①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);

②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布;

③被測(cè)液體是非磁性的;

④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性.

電磁流量計(jì)有兩個(gè)運(yùn)行狀態(tài):自動(dòng)測(cè)量狀態(tài)和參數(shù)設(shè)置狀態(tài).

儀表通電時(shí),自動(dòng)進(jìn)入測(cè)量狀態(tài).在自動(dòng)測(cè)量狀態(tài)下,電磁流量計(jì)自動(dòng)完成各測(cè)量功能并顯示相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù).在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下,用戶使用四個(gè)面板鍵,完成儀表參數(shù)設(shè)置.

1、按鍵功能

自動(dòng)測(cè)量狀態(tài)下鍵功能

下鍵:循環(huán)選擇屏幕下行顯示內(nèi)容;

上鍵:循環(huán)選擇屏幕上行顯示內(nèi)容;

復(fù)合鍵+確認(rèn)鍵:進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài);

確認(rèn)鍵:返回自動(dòng)測(cè)量狀態(tài);

測(cè)量狀態(tài)下,LCD顯示器對(duì)比度的調(diào)節(jié):小液晶是通過(guò)"復(fù)合鍵+上鍵"或"復(fù)合鍵+下鍵"按數(shù)秒鐘;大液晶是通過(guò)調(diào)節(jié)大液晶背面的電位器來(lái)實(shí)現(xiàn).

參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下鍵功能

下鍵:光標(biāo)處數(shù)字減1;

上鍵:光標(biāo)處數(shù)字加1;

復(fù)合鍵+下鍵:光標(biāo)左移;

復(fù)合鍵+上鍵:光標(biāo)右移;

確認(rèn)鍵:進(jìn)入/退出子菜單;

確認(rèn)鍵:在任意狀態(tài)下,連續(xù)按下兩秒鐘,返回自動(dòng)測(cè)量狀態(tài).

注:1.使用"復(fù)合鍵"時(shí),應(yīng)先按下復(fù)合鍵再同時(shí)按住上"上鍵"或"下鍵"

2.在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下,3分鐘內(nèi)沒(méi)有按鍵操作,儀表自動(dòng)返回測(cè)量狀態(tài).

3.流量零點(diǎn)修正的流向選擇,可將光標(biāo)移左面的"+"或"—"用"上鍵"或"下鍵"切換使之與實(shí)際流向相反.

4.流量的單位選擇,可將光標(biāo)移"流量量程設(shè)置"菜單的原顯示的流量單位下,然后用"上鍵"或"下鍵"切換使之符合需要.

2、參數(shù)設(shè)置功能鍵操作

要進(jìn)行電磁流量計(jì)參數(shù)設(shè)定或修改,必須使流量計(jì)從測(cè)量狀態(tài)進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài).在測(cè)量狀態(tài)下,按"復(fù)合鍵+確認(rèn)鍵"出現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換密碼(0000),根據(jù)保密級(jí)別,按廠家提供的密碼對(duì)應(yīng)修改.再按"復(fù)合鍵+確認(rèn)鍵"后,則進(jìn)入需要的參數(shù)設(shè)置狀態(tài).

智能型電磁流量計(jì)傳感器在工藝管道上的安裝

1.智能型電磁流量計(jì)測(cè)堵管在任何時(shí)刻必須完全注滿介質(zhì),不能在不滿管或空管的情況下正常工作.在介質(zhì)不滿管時(shí),可采用抬高流量計(jì)后端出水管高度的方法使介質(zhì)滿管,避免不滿管及氣體附著在電極上.

2.管道內(nèi)有真空會(huì)損壞流量計(jì)的內(nèi)襯,需特別注意.

3.流動(dòng)的正方向應(yīng)與流量計(jì)上箭頭所指的正方向一致.

4.智能型電磁流量計(jì)即可在直管道上安裝,也可以在水平或傾斜管道上安裝,但要求二電極的中心連線處于水平狀態(tài).

5.對(duì)于液、固兩相流體,好采用垂直安裝,使被測(cè)介質(zhì)自上而下流動(dòng),可使流量計(jì)襯里磨損均勻,延長(zhǎng)使用壽命.

6.流量計(jì)在管道法蘭附近確保有足夠的空間,以便安裝和維護(hù).

7.若測(cè)量管道有振動(dòng),在流量計(jì)的兩側(cè)應(yīng)有固定的支座.

8.測(cè)量介質(zhì)為重污染液體的,在旁路管道安裝流量計(jì)本體,不中斷工藝運(yùn)行,即可排空與清流.

9.安裝聚四氟乙烯內(nèi)襯的流量計(jì)時(shí),連接法蘭的螺栓應(yīng)注意均勻擰緊,否則容易壓壞聚四氟乙烯內(nèi)襯,好用力矩扳手.