電磁流量計(以下簡稱EMF)是利用法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。
工作原理
EMF的基本原理是法拉弟電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場中切割磁力運動時在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如圖所示，導(dǎo)電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)流動，與流動方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢，電動勢的方向按“弗來明右手規(guī)則”，其值如下式：
式中 E——感應(yīng)電動勢，即流量信號，V；
K——系數(shù)；
B——磁感應(yīng)強度，T；
D——測量管內(nèi)徑，m
——平均流速，m／s。
設(shè)液體的體積流量為qv(m3／s)，qv=∏D2/4則
E=(4kB／∏D)qv=Kqv
式中K為儀表常數(shù)，K=4kB／∏D.
使用
使用時應(yīng)注意的一般事項: ‘
液體應(yīng)具有測量所需的電導(dǎo)率，并要求電導(dǎo)率分布大體上均勻。因此流量傳感器安裝要避開容易產(chǎn)生電導(dǎo)率不均勻場所，例如其上游附近加入藥液，加液點zui好設(shè)于傳感器下游。
使用時傳感器測量管必須充滿液體(非滿管型例外)。
有混合時，其分布應(yīng)大體均勻。
液體應(yīng)與地同電位，必須接地。如工藝管道用塑料等絕緣材料時，輸送液體產(chǎn)生摩擦靜電等原因，造成液體與地間有電位差。
流量傳感器安裝:
(1)安裝場所
通常電磁流量傳感器外殼防護等級為IP65(GB 4208規(guī)定的防塵防噴水級)，對安裝場所有以下要求。
1)測量混合相流體時，選擇不會引起相分離的場所；測量雙組分液體時，避免裝在混合尚未均勻的下游；測量化學(xué)反應(yīng)管道時，要裝在反應(yīng)充分完成段的下游
2)盡可能避免測量管內(nèi)會變成負壓；
3)選擇振動小的場所，特別對一體型儀表；
4)避免附近有大電機、大變壓器等，以免引起電磁場干擾：
5)易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所；
6)盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；
7)環(huán)境溫度在一25／一l0—50／60。C范圍內(nèi)，一體形結(jié)構(gòu)溫度還受制于電子元器件，范圍要窄些；
8)環(huán)境相對濕度在10％~90％范圍內(nèi)；
9)盡可能避免受陽光直照；
10)避免雨水浸淋，不會被水浸沒。
如果防護等級是IP67(防塵防浸水級)或IP68(防塵防潛水級)，則無需上述8)、10)兩項要求。
(2)直管段長度要求
為獲得正常測量精度，電磁流量傳感器上游也要有一定長度直管段，但其長度與大部分其他流量儀表相比要求較低。900彎頭、T形管、同心異徑管、全開閘閥后通常認為只要離電極中心線(不是傳感器進口端連接面)5倍直徑(5D)長度的直管段，不同開度的閥則
需10D；下游直管段為(2—3)D或無要求；但要防止蝶閥閥片伸入到傳感器測量管內(nèi)。各標準或檢定規(guī)程所提出上下游直管段長度亦不一致，匯集如表8．5所示，要求比通常要求高。這是由于為保證達到當(dāng)前O．5級精度儀表的要求。IS0 6817是使用EMF的標準，該標準認為對任何類型流動擾動至少應(yīng)有IOD的直管，性能變動才能保證不超過1％。IS0 9104和JJG l98是為評定EMF性能提出的文件；表中所列JJG l98的直管段長度是為精度0．5級及以上的儀表。
如閥不能全開使用時，應(yīng)按閥截流方向和電極軸成45。角度安裝，則附加誤差可大為減少。
(3)安裝位置和流動方向
傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可，不受限制。但測量固液兩相流體zui好垂直安裝，自下而上流動。這樣能避免水平安裝時襯里下半部局部磨損嚴重，低流速
時固相沉淀等缺點。
水平安裝時要使電極軸線平行于地平線，不要處于垂直于地平線，因為處于底部的電極易被沉積物覆蓋，頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過遮住電極表面，使輸出信號波動。
(4)旁路管、便于清洗連接和預(yù)置入孔
為便于在工藝管道繼續(xù)流動和傳感器停止流動時檢查和調(diào)整零點，應(yīng)裝旁路管。但大管徑管系因投資和位置空間限制，往往不易辦到。根據(jù)電極污染程度來校正測量值，或確定一個不影響測量值的污染程度判斷基準是困難的。除前文所述，采用非接觸電極或帶gua dao清除裝置電極的儀表，可解決一些問題外，有時還需要清除內(nèi)壁附著物，則可不卸下傳感器就地清洗。
對于管徑大于1．5—1．6m的管系在EMF附近管道上，預(yù)置人孔，以便管系停止運行時清洗傳感器測量管內(nèi)壁。
(5)負壓管系的安裝
氟塑料襯里傳感器須謹慎地應(yīng)用于負壓管系；正壓管系應(yīng)防止產(chǎn)生負壓，例如液體溫度高于室溫的管系，關(guān)閉傳感器上下游截止閥停止運行后，流體冷卻收縮會形成負壓，應(yīng)在傳感器附近裝負壓防止閥。有制造廠規(guī)定FIFE和PFA塑料襯里應(yīng)用于負壓管系的壓力可在20~C、100°C、130°C時使用的纟色對壓力必須分別大于27、40、50kPa。
(6)接地
傳感器必須單獨接地(接地電阻100Q以下)。分離型原則上接地應(yīng)在傳感器一側(cè)，轉(zhuǎn)換器接地應(yīng)在同一接地點。如傳感器裝在有陰極腐蝕保護管道上，除了傳感器和接地環(huán)一起接地外，還要用較粗銅導(dǎo)線(16mm2)繞過傳感器跨接管道兩連接法蘭上，使陰極保護電流與傳感器之間隔離。
有時候雜散電流過大，如電解槽沿著電解液的泄漏電流影響EMF正常測量，則可采取流量傳感器與其連接的工藝之間電氣隔離的辦法[8]。同樣有陰極保護的管線上，陰極保護電流影響EMF‘測量時，也可采取本方法。
電磁流量計維護：
(1)零點檢查和調(diào)整
儀表投入運行前，通電后必須在傳感器充滿液體靜止狀態(tài)下調(diào)整零點。投入運行后亦要根據(jù)液體使用條件定期停流作零點檢查；尤其對沉淀、易污染電極，含有固相的非清潔液，在運行初期應(yīng)多作檢查，以獲得經(jīng)驗確定正常檢查周期。交流激磁方式的EMF與矩形波激磁相比，更易產(chǎn)生零點漂移，因此更要注意檢查和調(diào)整。
(2)定期檢查傳感器電性能
1、粗略地測量電極間電阻斷開傳感器與轉(zhuǎn)換器間信號連線，傳感器內(nèi)充滿液體，用萬用表測量兩電極與接地端的電阻值，是否在制造廠規(guī)定值范圍內(nèi)，且所測得兩值大體相同。記錄下**測量的電阻值，此值對以后判斷傳感器故障原因(如沉積層是導(dǎo)電的還是絕緣的)是有用的。
2、檢查電極絕緣電阻傳感器放空液體，擦凈內(nèi)壁，待全部干燥后用兆歐計測量兩電極和接地端子間的電阻。
3、檢查激磁線圈絕緣電阻卸下傳感器激磁線圈端子與轉(zhuǎn)換器間連線，用兆歐計測量線圈的絕緣電阻。
上一條：
電磁流量計運行中容易產(chǎn)生的故障及避免方法
下一條：
電磁流量計不準誤差原因
