电磁流量计的组成结构选型要求及安装方法

电磁流量计是随着电子技术的发展而迅速发展起来的一种新型流量测量仪。电磁流量计是一种利用电磁感应原理，根据导电流体通过外磁场时感应出的电动势来测量导电流体流量的仪器。介绍了电磁流量计的工作原理，分析了电磁流量计的组成和结构及各部分的主要功能。阐述了电磁流量计的选择要求。指出了电磁流量计的安装方法。不同电磁流量计的参数略有不同。使用时请查看相关说明。

1.介绍
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律测量流量的流量计。电磁流量计的优点是压力损失非常小，测量流量范围大。最大流量与最小流量之比一般在20: 1以上，适用的工业管径范围宽，可达3m。输出信号与测量的流量成线性关系，精确度高。它可以测量电导率1s/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体、泥浆和矿浆的流体流量。但是它不能测量气体、蒸汽和纯水的流量。电磁流量计广泛应用于污水、氟化工、生产用水、自来水行业、医药、钢铁等行业。由于其原理，它只能测量导电液体。虽然它的可靠性和稳定性比其他类型的流量计好得多，但在用户的实际使用中仍会出现一些问题。下面让我来详细谈谈电磁流量计的选择和安装：和其他流量计一样，电磁流量计的量程比虽然是30: 1，高于涡街流量计和差压流量计，但也是有限的。许多客户在设置水表时经常将它与水表进行比较，认为它可以测量非常低的流量。电磁流量计很难在低于该流速时正确测量。因此，在订购的初始阶段，有必要明确流量范围比。订购时，不能按原管径订购。最好根据实际流量确定仪器直径。和其他流量计一样，电磁流量计在安装前后对直管也有要求，但要求比其他流量计低，但最关键的一点要满足：先满管，后满管。当管道不满足要求时，很容易导致流量计跳动。
2.测量原理
当导体在磁场中移动以切断磁力线时，导体中就会产生感应电势。感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度和导体垂直于磁场运动的速度成正比。类似地，当导电流体在磁场中垂直流动并切断磁感应线时，它也会在管道两侧的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则确定，感应电势的大小由以下公式确定：
ex=BDV-公式(1)
其中Ex -感应电势，VB -磁感应强度，TD -管道内径，mv -液体平均流速，m/s但体积流速，qv等于流体流速v与管道截面积(D2)/4的乘积，将公式(1)代入该公式，可以得到：
qv=(d/4b)* ex-公式(2)
由上式可以看出，电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等组成。当管道直径D固定且保持为3时，如图1所示：
当磁感应强度为常数时，测得的体积流量与感应电势成线性关系。如果在管道的两侧插入一个电极，可以引入感应电势Ex，通过测量该电势的大小可以获得体积流量。
(1)磁路系统：其功能是产生均匀的DC或交流磁场。DC磁路由永磁体实现，具有结构简单、受交流磁场干扰小的优点，但容易使测量导管中的电解液极化，从而使测量导管中的正电极和负电极之间产生磁感应
(2)测量导管：其功能是让被测导电液体通过。为了在磁力线穿过测量导管时分流或短路磁通量，测量导管必须由非磁性、低导电性、低导热性和某些机械强度的材料制成，例如非磁性不锈钢、玻璃纤维增强塑料、高强度塑料和铝。
(3)电极：其功能是引出与被测信号成比例的感应电势信号。电极通常由非磁性不锈钢制成，并要求与内衬齐平，以便流体可以不受阻碍地通过。其安装位置应在管道的垂直方向，以防止沉积物在其上堆积，影响测量精度。
(4)外壳：由铁磁材料制成，是配电系统励磁线圈的外壳，隔离外部磁场的干扰。
(5)内衬：测量导管内侧和法兰密封面上有一层完整的电绝缘内衬。它直接接触被测液体，其作用是增加测量导管的耐腐蚀性，防止感应电势被金属测量导管壁短路。内衬材料主要是聚四氟乙烯塑料和陶瓷，具有耐腐蚀、耐高温和耐磨性能。
(6)转换器：液体流动产生的感应电位信号很弱，受各种干扰因素影响很大。转换器的功能是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号，抑制主要干扰信号。其任务是将电极检测到的感应电势信号Ex放大并转换成统一的标准DC信号。
4.电磁流量计安装工程
4.1工程的一般原则
电磁流量计的使用寿命应该在10-20年以上，所以我们在设计时充分考虑了这一点。从传感器到转换器，我们对每一个细节都非常小心，对设计、材料选择、工艺、生产和测试等每一个环节都非常挑剔。我们设计和定制中国最先进的特种电磁流量计生产线，以确保产品的长期质量。插入式电磁流量计由插入式电磁流量传感器和电磁流量转换器组成。它是一种测量管道中各种导电液体体积流量的仪器。
插入式电磁流量计用于测量自来水、钢铁、石油、化工、电力、工业、水利等部门的导电流体流量，也可测量酸、碱、盐等腐蚀性导电液体，如图2所示：
电磁流量计的合理选择和正确安装对提高流量计的测量精度和延长仪器的使用寿命至关重要。有四个选择原则：被测流体必须是导电液体，不能测量气体、蒸汽、石油产品、甘油、酒精等物质，也不能测量纯水；口径和量程的选择。流量计的直径小于管道的内径，流量计的测量范围应根据不低于预测最大流量值的原则选择，常用流量最好超过全范围的50%，以获得较高的测量精度。最合适的流速为2-4m/s；压力选择：使用压力必须低于电磁流量计的额定工作压力，一般不超过16105帕；温度选择：被测介质的温度不得超过衬里材料的允许使用温度，一般200。
4.2安装工程要点
(1)测量管必须保持满，安装位置应选在低点。在最理想的位置(如图1所示)，流体从低流向高，或者(如图3所示)。
(2)当水平放置时，流量计的两个电极必须保持在同一水平面上(如图3所示)，以防止管道顶部的沉淀物或空气将其隔离。
(3)如有必要，可将管道放空，内置空管检测电路将停止积聚和流动的信号输出(图4)。
(4)对于在有阳极保护的管道中流动的流体，安装电磁流量计时应注意以下几点：为了使流体良好接地
(5)电磁流量变送器应安装在室内干燥通风的地方，避免安装在环境温度过高的地方，不应受到强烈振动。尽量避开强磁场设备，如大型电机和变压器，避免安装在有腐蚀性气体的地方。安装位置便于维护，是保证变送器正常运行的环境条件。
(6)为了保证电磁流量变送器的测量管充满被测介质，最好垂直安装变容二极管，流向从下到上，尤其是液固两相流。如果现场只允许水平安装，两个电极必须在同一水平面上。
(7)阀门和旁路应安装在电磁流量变送器的两端。
(8)电磁流量变送器电极测得的几毫伏交流电位基于变送器中的液体电位。为了使液体电位稳定，变送器和液体保持等电位，以保证测量稳定，变送器外壳和金属管的两端应良好接地，转换器外壳也应接地，接地电阻不应大于10，不能与其他电气设备的接地线共用。如果无法确保变送器外壳和金属管之间的良好接触，应使用金属线连接，然后可靠接地。
(9)为了避免干扰信号，变送器和转换器之间的信号必须通过屏蔽线传输。不允许将信号电缆和电源线并联在同一电缆钢管内，信号电缆的长度一般不超过30m。
(10)变频器的安装地点应避免强交流和DC磁场及振动。环境温度为-20-50，不含腐蚀性气体，相对湿度不超过80%。
(11)为了避免流速对测量的影响，流量调节阀应设置在变送器的下游。对于小直径变送器，由于电极中心到流量计入口端的距离等于直径D长度的几倍，因此上游直管可能没有规定。然而，对于大直径流量计，上游直管段应大于5D，而下游直管段一般不需要。
(12)安装位置。电磁流量计可垂直安装，也可水平安装，但建议垂直安装，被测流体自下而上流动。它也可以水平安装，但两个电极应该在同一水平面上。水平安装时，确保测量导管随时充满液体。当主管道为垂直管道时，一般要求水流自下而上，尽量不要自上而下。后者容易引起较大的流量波动。除了全管安装，这也是非常重要的，其次是前后直管之间的距离。选择一个便于维护和活动的地方。流量计应安装在水泵的后端，不要安装在吸入侧。阀门应安装在水流的下游侧。
(13)电磁流量计信号弱，满量程只有几毫伏，流量很小，只有几微伏，所以测量精度会受到外界轻微干扰的影响。因此，流量计的外壳、屏蔽线和测量导管应接地。要求单独设置接地点，不得将其连接到电机或上下管道。
(14)流量计的安装位置应远离所有磁源(如大功率电机和变压器等)。)。
(15)电磁流量计是一种速度流量计。当流线被发布并且不满足设定的条件时，将发生测量误差。因此，电磁流量计前必须有一段约10天的直管段，以消除各种局部阻力对流线分布对称性的影响。
(16)和其他流量计一样，电磁流量计也有防护等级，一般集成式流量计的防护等级为IP65，分体式流量计的防护等级为IP68(用于传感器)。如果客户对仪器的安装环境有要求，安装的地方是井下或其他潮湿的地方，所以
(18)虽然电磁流量计的可靠性较好，但在正常情况下不会损坏，但由于其原理，传感器的电极表面长期与液体接触，电极表面容易被污染。因此，一般情况下，如果客户有条件拆卸电磁流量计，建议每年拆卸清洗电极一次至一年半，以保证整个流量计的测量精度。任何仪器都需要“维护”，电磁流量计也不例外。
5.结束语
电磁流量计测量范围大，通常为20:1 ~ 5033601，可选流量范围宽；电磁流量计的口径范围比其他类型的流量计宽，从几毫米到3米；它可以测量正负流量和脉动流量，只要脉动频率远低于激励频率；仪器的输出本质上是线性的。易于选择与流体接触的零件的材料种类，并可应用于腐蚀性流体。由于电磁流量计比其他流量计有更多的机会测量悬浮固体或脏体，内壁附着层造成故障的概率相对较高。如果粘接层的导电率与液体的导电率相近，仪器仍能正常输出信号，但只能改变流通面积，形成测量误差的隐患；如果是高导电性的粘合层，电极之间的电动势将会短路；如果是绝缘粘合层，电极表面绝缘，测量电路断开。后两种现象会使仪器无法工作。电磁流量计无法测量。电磁流量计可以测量液体。未来，电子和计算机技术的应用范围将会扩大。过去，孔板流量计调整电磁流量计的零点范围是为了弥补各种误差，检测异常转换电路，设置一些意外和异常部分，通过计算机终端或空中交通管制实现超限报警、自诊断和远程通信。近年来，为了适应流体测量的各种性能，制造商引入了各种形式的电磁流量计。使用多电极电磁流量计和陶瓷衬里，如电极和电磁流量计。