电磁流量计是依据法拉第电磁感应理论设计的一种新型电磁式流量测量仪表。当所测量的管路上有外加磁场作用时,管路内的导电流体会随沿着管路方向运动而切割磁力线,从而在传感器的检测电极上输出感应电压。电压信号被转换器接受后,会进一步放大、校正、转换,然后在显示仪表上显示出来,通过相关公式可计算出导电液体的流量。
结构组成
- 磁路系统:作用是产生均匀的直流或交流磁场,一般采用 50HZ 工频的交变励磁,也有低频矩形波恒流励磁和双频励磁等方式,以克服不同的问题。
- 测量导管:用于让被测导电性液体通过,需采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成,如不导磁的不锈钢、玻璃钢等。
- 电极:用于引出和被测量成正比的感应电势信号,一般用非导磁的不锈钢制成,安装位置宜在管道的垂直方向,对耐腐蚀要求很高。
- 外壳:应用铁磁材料制成,是分配制度励磁线圈的外罩,并隔离外磁场的干扰。
- 衬里:是测量导管内壁的一层耐磨、耐腐蚀、耐高温的绝缘材料,多为聚四氟乙烯塑料、陶瓷等,能增加测量导管的耐磨性和耐腐蚀性,防止测量导管壁短路。
- 转换器部分:将电极检测到的感应电势信号放大并转换成统一的标准直流信号,采用国际先进的单片机(MCU)和表面贴装技术(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零点稳定,参数设定方便。
- 显示仪表:将转换器处理后的流量数据显示并输出,可显示累积流量、瞬时流量、流速、流量百分比等。
分类
按传感器和转换器的组成分类
- 分离型:传感器和转换器分开放置,转换器可避免在野外苛刻环境下工作,便于检查调整和设置参数,但抗电磁干扰能力较弱。
- 一体型:传感器和转换器一体化设计,使连接距离更短,配线更容易且成本更低,但易受管路布局制约,维修不便,且电子元件易受管路内液体温度及震动干扰。
按励磁方式分类
- 直流励磁型:磁场由永久磁铁或直流电激励,适用于测量很小流量及室温下液态金属温度。
- 交流工频励磁型:由工频电激励磁场,抗电磁干扰能力弱,存在零点漂移,主要用于泥浆和矿浆等两相流体流量测量。
- 低频矩形波励磁型:由直流电和交流电共同作用激励磁场,功率损耗小、零点稳定,应用广泛。
- 双频励磁型:由高、低频的矩形波电流叠加激励磁场,稳定性优异、无流动噪声干扰,响应特性好。
- 按连接方式分类:可分为法兰连接、无法兰夹装连接和螺纹联结等。
- 按用途分类
- 通用型:用于多种工业领域,对被测介质电导率有范围要求。
- 防爆型:用于有易爆气体的场所,避免燃爆风险,传感器通常采用隔爆型主体和安全火花型电极信号电路复合结构。
- 卫生型:用于医药卫生、食品加工等行业,需满足相关卫生条件,便于拆卸和清洗。
- 防浸水型:用于安装在地面下的传感器,可承受短时间水浸没。
- 潜水型:传感器位于明渠拦河闸底部,在水中工作,用于测定自由水面水流量。
- 插入型:通过在管壁开孔将传感器伸入管道,利用局部流速换算流量,精度不高但价格便宜,适用于大管径场合。
优点
测量范围广:可以测量各种不同流量范围的导电流体,从微小流量到较大流量都能准确测量。
精度高:测量过程中不受被测介质的密度、黏度、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,测量精度高。
压力损失小:测量管道为平滑直管,没有阻流检测器,不会因为检测流量而造成压力损失,具有明显的节能效果。
适用流体种类多:适合对纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等含固体杂质或纤维的液 - 固二相液体进行测量。
反应灵敏:无机械惯性,可测量脉动流量,也能测量正、反两个方向的流量。
直管段要求低:与其他大部分流量仪表相比,前置直管段要求较低,一般为 5 倍的管道直径。
应用领域
电磁流量计广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理、水利建设等领域,可测量酸、碱、盐等强腐蚀性的液体以及各种导电液体和浆液的体积流量。