电磁流量计安装规范及使用范围,电磁流量计工

解读电磁流量计内部衬里的奥秘

今天我要介绍的是电磁流量计的相关知识。电磁流量计(Electromagnetic Flowmeters,简称EMF)是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。 电磁流量计是应用电磁感应原理, 根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。下面我要为大家介绍电磁流量计安装、原理及特点等信息,供大家参考!

电磁流量计在我们日常生活中并不常见,电磁流量计广泛应用于污水,氟化工,生产用水,自来水行业以及医药,钢铁等等诸多方面。主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。

电磁流量计的工作原理电磁流量计的工作原理是根据法拉第电磁感应定律,导体在磁场中运动时切割磁力线,在导体的两端产生感应电动势。电动势的方向由右手定则确定。导电性液体的流动方向、磁场和感应电动势的方向三者互相垂直。电磁流量计的选型电磁流量计是一种在工业流程中最为常见的流量测量仪表,电磁流量计的稳定与可靠,对于整个计量系统影响很大。保证电磁流量计稳定及可靠的工作,最重要的是选型。一台不适合测量工况的电磁流量计,即使在日常使用中完全符合操作规范,频繁精细的保养维护,也无法避免频繁的故障。电磁流量计在选型中通常应注意以下7大要素:①精度等级和功能电磁流最计的精度等级高低不同。精度高的基本误差为(±0.5%±1%)R,精度低的则为(±1.5%-±2.5%)FS。有些型号电磁流黾计有更高的精确度,基本误差仅(±0.2%~±0.3%)R,但有严格的安装要求和参比条件,例如环境温度、前后置直管段长度等因素。因此在选型时应根据产品样本和工况条件进行综合对比。电磁流量计测量功能差别也很大,简单的只是测量单向流量,输出模拟信号至控制系统或显示仪表;多功能的有测双向流、量程切换、上下限流量报警、空管和电源切断报警、小流量切除、流量显示和总量计算、自动核对和故障自诊断、与上位机通信和运动组态等。电磁流量计可选多种串行数字通信接口,如HART协议、PROFTBUS、FF现场总线等。②流速、满度流量和口径电磁流量计满度流量时液体流速可在1-10m/s范围内选用,范围比较宽。上限流速在原理上虽不受限制,但通常建议不超过5m/s,除非衬里材料能承受液流冲刷;实际应用中很少超过7m/s,超过10m/s则更为罕见。满度流量的流速下限一般为1m/s,有些型号电磁流量计则为0.5m/s。用于有易粘附、沉积、结垢等物质的流体,选用流速不低于2m/s,最好提高到3-4m/s或以上,起到自清扫、防止粘附沉积等作用。用于矿浆等磨耗性强的流体,常用流速应低于2-3m/s,以降低对衬里和电极的磨损。在测m接近阈值的低电导液体,尽可能选定较低流速(<0.5~1m/s),因流速提高流动噪声会増加,而出现输出晃动现象。电磁流鼠计口径从10mm-3000mm不等。电磁流量计口径选型不一定与管径相同,具体应根据流景范围结合选型样本进行确定。通常按流蟥范围可进行缩径或同径选择,当采用缩径处理时,一般不应缩至管径1/2以下。③液体电导率选用电磁流计的前提是被测液体必须是导电的,不能低于阈值下限值。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用,超过阈值即使变化也可以测量,示值误差变化不大,通用型电磁流量计的阈值在10-4~S/cm之间,视型号而异。使用时还取决于传感器和转换器间流量信号线长度及其分布电容,制造厂使用说明书中通常规定电导率相对应的信号线长度。非接触电容耦合大面积电极的仪表则可测电导率低至5x10-8*S/cm的液体。工业用水及其水溶液的电导率>10-4S/cm,酸、喊、盐液的电导率10-4~10-1S/cm之间,计量不存在问题,低度蒸馏水为10-5S/cm也不存在问题。石油制品和有机溶剂电导率过低就不能使用。通常液体电导率宜比流量计制造厂规定的阈值至少大一个数量级。因为制造厂仪表规范规定的下限值是在各种使用条件较好状态下可测量的最低值。是受到一些使用条件限制,如电导率均匀性、连接信号线、外界噪声等,否则会出现输出晃动现象等。④液体中含有混入物混入成泡状流的微小气泡仍可正常工作,但测得的是含气泡体积的混合体积流量;如气体含量增加到形成弹状流,因电极可能被气体盖住使电路瞬时断开,出现输出晃动甚至不能正常工作。对含有硬质固体颗粒介质的计量应用,应注意对传感器衬里的磨损程度,测量管内径扩大会产生附加误差。这种场合应选用耐磨性较好的陶瓷衬里或聚氨酯橡胶衬里,同时建议传感器安装在垂直管道上,使管道磨损均匀,消除水平安装下半部局部磨损严重的缺点。也可以在传感器进口端加装喷嘴形护套,相对延长使用期。⑤附着和沉淀测量易在管壁附着和沉淀物质的流体时,若附着的是比液体电导率高的导电物质,信号电势将被短路而不能工作,若是非导电层则应注意电极的污染,譬如选用不易附着尖形或半球形突出电极、可更换式电极、刮刀式清垢电极等。国外产品曾有电极上装超声波换能器,以清除表面垢层,但现已少见;也有暂时断开测量电路,在电极简短时间内流过低压大电流,灼烧清除附着油脂类附着层。易产生附着的场所可提高流速以达到自清扫的目的,还可以采取较方便的易清洗的管道连接,可不拆卸清洗传感器。非接触型电极电磁流量计附着非导电膜层,流量计仍能工作,但若为高导电层则同样不能工作。⑥衬里材料的选择电磁流量计常用衬里材料(或直接与介质接触的测量管)有氟塑料、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶和陶瓷等。近年有采用高纯氧化铝陶瓷制成衬里的,但只限中小口径传感器。氯丁橡胶和玻璃钢用于非腐蚀性或弱腐蚀性液体,如工业用水、废污水及弱酸碱,价格最为低廉。氟塑料具有优良的耐化学腐蚀性,但耐磨性差,不能用于测量矿浆液。氟塑料中最早应用的是聚四氟乙烯,因与测量管间仅靠压贴,无粘结力,不能用于负压管道,后开发各种改性品种,实现注塑成形,与测量管有较强结合力,可用于负压,聚氨酯橡胶有极好的耐磨耗性,但耐酸碱的腐蚀性较差。它的耐磨性相当于天然橡胶的10倍,适用于煤浆、矿聚等;介质温度要低于40-60/70℃。氧化铝陶瓷有极好的耐磨耗性和对强酸碱的耐磨腐蚀性,耐磨性约为聚氨酯橡胶的10倍,适用于具有腐蚀性的矿浆;但性脆,安装夹紧时疏忽易碎,可用于较高温度(120-140/180℃)但要防止温度剧变,如通蒸汽灭菌,一般温度突变不能>100℃,升温150℃要有10min时间。⑦电极和接地环材料选择1.电极材料选择电极对测量介质的耐腐是选择材料首先考虑的因素;其次考虑是否会产生钝化等表面效应和所形成的噪声。1.1电极耐腐蚀材料电磁流量计电极的耐腐蚀性要求很高,常用金属材料有含钼耐酸钢,哈氏合金等,几乎可覆盖全部化学液。此外还有适用于浆液等的低噪声电极,它们是导电橡胶电极、导电氟塑料电极和多孔性陶瓷电极,或包覆这些材料的金属电极。在原则上电极材料的选择应从使用者借鉴该介质在其他设备的应用实际和以往的经验来确定。1.2避免电极表面效应电磁流量计电极的耐腐蚀性是选择材料的重要因素,但有时候电极材料对被测介质有很好的耐腐蚀性,却不一定就是适用的材料,还要避免产生电极表面效应。电极表面效应分为表面化学反应、电化学和极化现象以及电极的触媒作用三个方面。化学反应效应如电极表面与被测介质接触后,形成钝化膜或氧化层。他们对耐腐蚀性能可能起到积极保护作用,但也有可能增加表面接触电阻。例如钽与水接触就会被氧化,生成绝缘层。对于避免或减轻电极表面效应的介质一电极材料匹配,还没有像腐蚀性那样有充足的资料可查,只有一些有限经验,尚待在实践中积累。2.接地环材料选择接地环连接在塑料管道或衬绝缘衬里金属管道的流量传感器两端,其耐腐蚀要求比电极低,可定期更换。接地环材料通常选用耐酸钢或哈氏合金,因体积大从经济上考虑较少采用钽、铂等贵重金属。因金属工艺管道直接与流体接触,电磁流量计不需要接地环。

与其他类型的流量计不同,电磁流量计的内部管段里都有一个衬里,根据所测液体的不同,其衬里的选择也不一样,但有一点是相同的,那就是必须都是绝缘的材料。为什么电磁流量计需要有这样的一种结构,是基于什么原因?并且目前市面上的电磁流量计的内部衬里的材料有哪些,以下便是笔者撰文对此作出的说明。

电磁流量计(ElectromagneticFlowmeters,简称EMF)是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表,目前,这种仪表多应用在自来水、生活用水、污水等方面,在我们的生活中发挥着巨大作用。那么,电磁流量计是怎样安装使用的呢?电磁流量计安装规范有哪些呢?今天我就在此为大家介绍电磁流量计安装及规范的相关知识,希望能够帮助到有这方面需求的朋友们!

那么什么是电磁流量计呢?它是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。 电磁流量计是应用电磁感应原理, 根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。那么电磁流量计是什么工作原理呢?它有哪些特点呢?我们接着来了解看看。图片 1 【电磁流量计工作原理】 电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小,可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20:1以上,适用的工业管径范围宽,最大可达3m,输出信号和被测流量成线性,精确度较高,可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。 当导体在磁场中作切割磁力线运动时,在导体中会产生感应电势,感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理,导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时,也会在管道两边的电极上产生感应电势。 1、测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响; 2、测量管内无阻碍流动部件,无压损,直管段要求较低。对浆液测量有独特的适应性; 3、合理选择传感器衬里和电极材料,即具有良好的耐腐蚀和耐磨损性; 4、转换器采用新颖励磁方式,功耗低、零点稳定、精确度高。流量范围度可达150:1; 5、转换器可与传感器组成一体型或分离型;图片 2 6、转换器采用16位高性能微处理器,2x16LCD显示,参数设定方便,编程可靠; 7、流量计为双向测量系统,内装三个积算器:正向总量、反向总量及差值总量;可显示正、反流量,并具有多种输出:电流、脉冲、数字通讯、HART; 8、转换器采用表面安装技术,具有自检和自诊断功能; 9、测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响,传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系,因此测量精度高。 10、测量管道内无阻流件,因此没有附加的压力损失;测量管道内无可动部件,因此传感器寿命极长。 11、由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的,是管道载面上的平均值,因此传感器所需的直管段较短,长度为5倍的管道直径。 12、转换器采用国际最新最先进的单片机和表面贴装技术,性能可靠,精度高,功耗低,零点稳定,参数设定方便。点击中文显示LCD,显示累积流量,瞬时流量、流速、流量百分比等。.图片 3 13、双向测量系统,可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺和优质材料,确保产品的性能在长时候内保持稳定。 小编结语:以上为大家介绍了电磁流量计的相关内容,希望对大家有所帮助。如需了解更多精彩内容,请继续关注齐家网资讯平台。后续将为大家呈上更多精彩内容。

电磁流量计之所以要增加衬里。这个要从其工作原理说起,电磁流量计一般有一组线圈和两个电极,线圈的作用是给流体加上一个电场,流动的导电液体相当于一个导体,根据法拉第电磁感应定律当导体切割磁力线时会相应产生一个与速度成正比的电动势,电极的作用就是测量这个感应电动势,所以测量管内只有电极是与导电液体相连的,其他部分是内衬,必须要保证绝缘,电磁流量计才能正常工作。如果有磁场的那段金属管道也与液体相接触,电磁流量计所测的导电液体和金属管之间短路了,就会有导电,就会将电势导致电磁流量计无法测量电势,所以电磁流量计的内部都是有衬里的,这是保证电磁流量计能够正常工作的最关键的条件之一。

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具体的工作原理及相关的关系可以由以下的公式加以说明。电磁流量计的测量原理是基于法拉第电磁感应定律:导电液体在磁场中作切割磁力线运动时,导体中产生感应电势,其感应电势E为:

电磁流量计工作原理

E=KBVD

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小,可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20:1以上,适用的工业管径范围宽,最大可达3m,输出信号和被测流量成线性,精确度较高,可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。

式中:K----仪表常数

当导体在磁场中作切割磁力线运动时,在导体中会产生感应电势,感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理,导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时,也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定,感应电势的大小由下式确定:

B----磁感应强度

Ex=BDv-----------------式

V----测量管道截面内的平均流速

式中Ex—感应电势,V;

D----测量管道截面的内径

B—磁感应强度,T

测量流量时,导电性液体以速度V流过垂直于流动方向的磁场,导电性液体的流动感应出一个与平均流速成正比的电压,其感应电压信号通过二个或二个以上与液体直接接触的电极捡出,并通过电缆送至转换器通过智能化处理,然后LCD显示或转换成标准信号4~20ma和0-1khz输出。这样,电磁流量计就能测出导电流体的流量了。

D—管道内径,m

所以,电磁流量计只能测量导电液体的流量,电磁流量计的内部都要有衬里。

v—液体的平均流速,m/s

关于电磁流量计的衬里材料则有很多种,如何选择衬里材料主要还是基于对于所测的流量介质来决定的。所测流体的物理和化学性能包括颗粒度,流速、温度、压力、腐蚀性等。掌握了这几个方面的要求,参照相关的材料说明,我们便可以轻松加以选择了。这里笔者大致总结了几种常见的内衬材料及其相应的材料性能。具体的知识本站有详细的说明,读者可以参阅《电磁流量计衬里材料最为通用的几种类型介绍》加以选择。

然而体积流量qv等于流体的流速v与管道截面积/4的乘积,将式代入该式得:

天然橡胶的应用: 1、较好的弹性,耐磨性和扯断力;2、耐一般的弱酸、弱碱的腐蚀;测水、污水

Qv=*Ex---------式

耐酸橡胶的应用:可耐常温下的盐酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾的腐蚀,但不耐强氧化剂的腐蚀,测一般的酸、碱、盐溶液

由上式可知,在管道直径D己定且保持磁感应强度B不变时,被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极,就可引入感应电势Ex,测量此电势的大小,就可求得体积流量。

氯丁橡胶的应用:1、极好的弹性,高度的扯断力,耐磨性能好;2、耐一般低浓度的酸碱、盐溶液的腐蚀,但不耐氧化性介质的腐;<80℃;测水、污水、泥浆和矿浆。

据法拉第电磁感应原理,在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极,当导电液体沿测量管轴线运动时,导电液体切割磁力线产生感应电势,此感应电势由两个检测电极检出,数值大小与流速成正比例,其值为:

聚胺脂橡胶(Polyurethane)的应用:1、极好的耐磨性能;2、耐酸、碱性能差<40℃;测中性强磨损的煤浆、泥浆和矿浆

E=B·V·D·K

聚四氟乙烯的应用:1、耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸、王水、浓碱和各种有机溶剂;2、耐磨性能好,粘接性能差;-80~ 180℃;测浓度、浓碱强腐蚀性溶液及卫生类介质。

式中:E-感应电势;

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K-与磁场分布及轴向长度有关的系数;

B-磁感应强度;

V-导电液体平均流速;

D-电极间距;

传感器将感应电势E作为流量信号,传送到转换器,经放大,变换滤波等信号处理后,用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA输出,报警输出及频率输出,并设有RS-485等通讯接口,并支持HART和MODBUS协议。

注:不同电磁流量计参数略有差异,使用时请务必查看说明书。

根据法拉第电磁感应定律,在磁感应强度为B的均匀磁场中,垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道,当导电液体在管道中以流速v流动时,导电流体就切割磁力线.如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极则可以证明,只要管道内流速分布为轴对称分布,两电极之间产生感生电动势:

e=KBDv

式中,v为管道截面上的平均流速,k为仪表常数。由此可得管道的体积流量为:

qv=πeD/4KB

由上式可见,体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系,与磁场的磁感应强度B成反比,与其它物理参数无关。这就是电磁流量计的测量原理。

需要说明的是,要使式(3—37)严格成立,必须使电磁流量计测量条件满足下列假定:

①磁场是均匀分布的恒定磁场;

②被测流体的流速轴对称分布;

③被测液体是非磁性的;

④被测液体的电导率均匀且各向同性。

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电磁流量计特点

1、流量的测量不受流体的密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响,传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系,因此测量精度高。

2、测量管道内无阻流件,因此没有附加的压力损失;测量管道内无可动部件,因此传感器寿命极长。

3、由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的,是管道载面上的平均值,因此传感器所需的直管段较短,长度为前5D后3D的管道直径。

4、传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触,只要合理选择电极和内衬材料,即可耐磨和耐磨损,保证长期使用。

5、转换器是美国富沃得公司多种专利技术的结晶,可以适用于各种导电流体的场合。采用了国际最新最先进的单片和表面贴装技术,性能可靠,精度高,功耗低,零点稳定,参数设定方便。点阵英文显示LCD,显示累积流量、瞬时流量、流速、流量百分比等参数。

FFM62系列电磁流量计的优点

1、FFM62系列电磁流量计的最大优点是非常稳定、无漂移、重复性好。它采用了低频矩形波励磁,励磁电流稳定,这种励磁方式具有受电磁干扰影响小,不产生涡流效应,正交干扰和同相干扰小,不产生极化现象的特点,从而使电磁流量计具有电流小、功耗低、不发热、零点稳定、无漂移、电极污染影响小的优点。

2、电磁流量计的输出与对称分布下的流动状态无关,所以量程比极大,可以做到100:1,可测量流速范围为0.3-12m/s(扩展范围0.1-15m/s)内的流体流量。

3、可测量脏污介质,腐蚀性介质及悬浮性液固两相介质等导电流体流量测量。管内无任何阻碍流体流动的部件,与流体接触的只是电极和衬里,不堵不粘。根据介质的腐蚀性、磨损性及温度的不同,选择不同的衬里的电极来测量脏污、腐蚀性和悬浮性液固两相介质流量。

4、无附加压力损失和能耗。

5、无机械惯性,反应灵敏,可以测量瞬时脉动流量,也可以测量正反两个方向的流量。

6、在测量过程中不受温度、粘度、密度及电导率变化的影响,测量稳定。

7、转换器带有LCD显示,按键进行菜单设置,标准输出信号为频率信号,也可以选择4-20mA电流输出、HART协议通讯。

8、转换器使用了函数磁场分析专利技术,彻底消除了偏流的影响,确保测量的准确和稳定。

9、对于测量具有“浆液噪声”干扰的浆液流量,FFM62系列中具有带“噪声抑制器”的专利技术的转换器,可以彻底消除杂波,保证测量的稳定和准确。

10、转换器电路具有防雷击元件,适合于野外安装使用。

11、独特的多电极结构,电气噪声干扰被完全消除,更有利提高测量的精度。

12、独特的电极引线方式,彻底消除正交干扰和零点漂移,使FFM62系列电磁流量计测量更加稳定。具有好的线性度和重复性。

电磁流量计价格参考

按口径的不同,1000-5000元都有,均价2000元以上,价格质量层次不齐,买这个主要看厂家大小,然后再看价格。

注:此价格仅供参考!由于地域不同,当然价格也会有所差异。如需了解更多相关价格详情,请以当地经销商提供为准!

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电磁流量计安装场所规范

1、根据不同的测量对象来选择安装场所,比如想要测量双组分液体,测量计就不能安装在液体混合不均匀的下游,想要测量混合相流体,就应该选择不会引起流体分离的场所,测量化学反应管道时,应该安装在管道的下游。

2、不能安装在能够使管道内变成负压的位置。

3、所选择的场所应该平稳,没有震动。

4、不能选择容易引起电磁干扰的场所,比如,附近有电机和变压器的场所。

5、传感器能够单独接地的场所适合安装。

6、场所附近不能有高浓度的腐蚀性气体。

7、选择场所要避免阳光直射。

8、场所内的温度应该在-25/-10度到50/600度之间,如果仪表是一体式结构,温度范围还要更小一些。

电磁流量计直管段安装规范

电磁流量计本身是不能承受荷重的,邻近的管道是不能依靠它来支撑的,而应该由夹持电磁流量计的管道来承受。要想获得较高的测量精准度,电磁流量计的上游也需要有一段直管段,直管段不要求太长,这里需要注意的是应该防止蝶阀的阀片进入到测量计的管道内部。

安装位置和流动方向需要遵循的规范

电磁流量计的安装方向可以是水平、垂直或者倾斜,无论是哪种方向,都需要保证测量管道和工艺管道同轴,即使有偏差,偏差也应该保持在2mm以内。如果是测量固液两相流体,电磁流量计最好要垂直安装,以实现自下而上的流动,避免水平安装所造成的衬里下半部分出现严重磨损,进一步导致固相流体的沉淀。电磁流量计需要进行水平安装时,我们要是它的电极轴线与地平线相平行。

如果要在测量计的邻近管道上进行焊接或是火焰切割操作,建议将电磁流量计进行隔离,并且要保证测量计转换器的信号线没有连接,以免造成转换器的损坏。

编辑总结:以上就是电磁流量计安装规范及使用的相关知识介绍,我们在生活中的时候并不会经常的使用它,但是在工业中它可是使用的很广泛。值得注意的是,电磁流量计应该尽量安装在应干燥通风之处,并且还要避免日晒雨淋,这样才能增加它的使用寿命。

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