電磁流量計說明及工作原理

說明

電磁流量計廣泛應用于污水，氟化工，生產用水，自來水行業以及醫藥，鋼鐵等等諸多方面。由于原理決定了它只能測導電液體。雖說它在可靠性和穩定性方面都比其它種類的流量計要好許多，但客戶在實際使用過程中，還是會發生一些問題，下面我就電磁流量計在選型和安裝上詳細說一下：

一，和其它流量計一樣，雖然電磁流量計它的測量范圍比是30：1，比渦街流量計和差壓式流量計都要高，但也是有限制的，許多客戶定表時，常常把它和水表相比較，以為可以測量很低的流速，一般情況下，它只能測0.1m/s.低于此流速電磁流量計就很難正確測量。所以定貨初期對流量范圍比要搞清楚。定貨時不能按原先管道口徑來定貨，按你實際流量來定儀表口徑。

二，和其它流量計一樣，電磁流量計對安裝前后直管道也有要求，只不過比其它類流量計要求更低，但關健一點要滿足：就是滿管，再滿管。不滿管的情況下容易引起流量計亂跳：

三，和其它流量計一樣，電磁流量計也有防護等級，一般一體式的防護等級為IP65，分體式的為IP68(針對傳感器而言)，如果客戶對儀表安裝環境有要求，安裝地點在地下陰井或其它一些潮濕的地方，建議客戶選用分體式的。以免選錯對儀表造成損害。

四，電磁流量計可以測腐蝕性液體，但定貨初期客戶要正確提供其它測量介質屬性，以免選型時對電極選型上的錯誤，導致傳感器在后期使用過程中報廢，給客戶帶來不便和經濟上的損失。

五，電磁流量計雖說可靠性比較好，一般情況下不會損壞，但由于其原理決定，傳感器電極表面一直和液體接觸，時間久了，電極表面比較容易受污染。所以電磁流量計一般情況下，客戶有條件拆的情況下，建議一年到一年半之間拆出來清洗一次電極以保證流量計整機的測量精度。任何儀器儀表都是需要“保養”的，電磁流量計也不例外。

六，在主管線是垂直管線時，一般情況下，要求水流是自下而上，盡量不要自上而下。后者容易引起流量波動比較大。安裝除了滿管以外，這點也是很重要的，其次就是前后直管道的距離了。

選擇便于維修，活動方便的地方。流量計應安裝在水泵后端，決不能在抽吸側安裝；閥門應安裝在流量下游側。

工作原理

電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計。電磁流量計的優點是壓損極小，可測流量范圍大。大流量與小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業管徑范圍寬，大可達3m，輸出信號和被測流量成線性，度較高，可測量電導率≥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。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。

當導體在磁場中作切割磁力線運動時，在導體中會產生感應電勢，感應電勢的大小與導體在磁場中的有效長度及導體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。同理，導電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應力線時，也會在管道兩邊的電極上產生感應電勢。感應電勢的方向由右手定則判定，感應電勢的大小由下式確定：

Ex=BDv-----------------式（1）

式中Ex—感應電勢，V；

B—磁感應強度，T

D—管道內徑，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（πD²）/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己定且保持磁感應強度B不變時，被測體積流量與感應電勢呈線性關系。若在管道兩側各插入一根電極，就可引入感應電勢Ex，測量此電勢的大小，就可求得體積流量。

據法拉第電磁感應原理，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極，當導電液體沿測量管軸線運動時，導電液體切割磁力線產生感應電勢，此感應電勢由兩個檢測電極檢出，數值大小與流速成正比例，其值為：

E=B·V·D·K

式中： E－感應電勢；

K－與磁場分布及軸向長度有關的系數；

B－磁感應強度；

V－導電液體平均流速；

D－電極間距；（測量管內直徑）

傳感器將感應電勢E作為流量信號，傳送到轉換器，經放大，變換濾波等信號處理后，用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉換器有4~20mA輸出，報警輸出及頻率輸出，并設有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協議。

注：不同電磁流量計參數略有差異，使用時請務必查看說明書。

根據法拉第電磁感應定律，在磁感應強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速v流動時，導電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極則可以證明，只要管道內流速分布為軸對稱分布，兩電極之間產生感生電動勢：

e=KBDv (3-36)

式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數。由此可得管道的體積流量為：

qv= πeD/4KB (3-37)

由上式可見，體積流量qv與感應電動勢e和測量管內徑D成線性關系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數無關。這就是電磁流量計的測量原理。

需要說明的是，要使式(3—37)嚴格成立，必須使電磁流量計測量條件滿足下列假定：

①磁場是均勻分布的恒定磁場;

②被測流體的流速軸對稱分布;

③被測液體是非磁性的;

④被測液體的電導率均勻且各向同性。