电子091—高淼淼—0908140630

nullnull 制作： From--电子091 学号: 0908140630 姓名：高淼淼 null<一>简单概述<一>简单概述 电磁流量计（以下简称EMF）是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。50年代初EMF实现了工业化应用，近年来世界范围EMF产量约占工业流量仪表台数的5%～6.5%。 70年代以来出现键控低频矩形波激磁方式，逐渐替代早期应用的工频交流激磁方式，仪表性能有了很大提高，得到更为广泛的应用。 电磁流量计的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管，因不易阻塞适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体，如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等。电磁流量计不产生因检测流量所形成的压力损失，仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力，节能效果显著，对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。 电磁流量计所测得的体积流量，实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率（只要在某阈值以上）变化明显的影响。 与其他大部分流量仪表相比，前置直管段要求较低。电磁流量计测量范围度大，通常为20：1～50：1，可选流量范围宽。满度值液体流速可在0.5～10m/s内选定。有些型号仪表可在现场根据需要扩大和缩小流量（例如设有4位数电位器设定仪表常数）不必取下作离线实流标定。电磁流量计的口径范围比其他品种流量仪表宽，。 电磁流量计的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管，因不易阻塞适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体，如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等。电磁流量计不产生因检测流量所形成的压力损失，仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力，节能效果显著，对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。 电磁流量计所测得的体积流量，实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率（只要在某阈值以上）变化明显的影响。 与其他大部分流量仪表相比，前置直管段要求较低。电磁流量计测量范围度大，通常为20：1～50：1，可选流量范围宽。满度值液体流速可在0.5～10m/s内选定。有些型号仪表可在现场根据需要扩大和缩小流量（例如设有4位数电位器设定仪表常数）不必取下作离线实流标定。电磁流量计的口径范围比其他品种流量仪表宽，。 null从几毫米到3m。可测正反双向流量，也可测脉动流量，只要脉动频率低于激磁频率很多。仪表输出本质上是线性的。 易于选择与流体接触件的材料品种，可应用于腐蚀性流体。 电磁流量计不能测量电导率很低的液体，如石油制品和有机溶剂等。不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。 通用型电磁流量计由于衬里材料和电气绝缘材料限制，不能用于较高温度的液体；有些型号仪表用于过低于室温的液体，因测量管外凝露（或霜）而破坏绝缘。<二>原理与机构<二>原理与机构电磁流量计的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。如图1所示，导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”，其值如下式 式中 E-----感应电动势，即流量信号，V; k-----系数； B-----磁感应强度，T； D----测量管内径，m； --- 平均流速，m/s。 设液体的体积流量为，则 式中 K 为仪表常数，K= 4 KB/πD 。 电磁流量计由流量传感器和转换器两大部分组成。传感器典型结构示意如图2，测量管上下装有激磁线圈，通激磁电流后产生磁场穿过测量管，一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电势，送到转换器。激磁电流则由转换器提供。 null<三>使用条件<三>使用条件1、液体电导率 使用电磁流量计的前提是被测液体必须是导电的，不能低于阈值（即下限值）。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～（5×10-6）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5×10-8S/cm的液体。 工业用水及其水溶液的电导率大于10-4S/cm，酸、碱、盐液的电导率在10-4～10-1S/cm之间，使用不存在问题，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。表1列出若干液体的电导率。从资料上查到有些纯液或水溶液电导率较低，认为不能使用，然而实际工作中会遇到因含 null有杂质而能使用的实例，这类杂质对增加电导率有利。对于水溶液，资料中的电导率是用纯水配比在实验室测得的，实际使用的水溶液可能用工业用水配比，电导率将比查得的要高，也有利于流量测量。 null2、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（块）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。含有非铁磁性颗粒或纤维的固液双相流体同样可测得二相的体积流量。固体含量较高的流体，如钻井泥浆、钻探固井水泥浆、纸浆等实际上已属非牛顿流体。由于固体在载体液中一起流动，两者之间有滑动，速度上有差别，单相液体校验的仪表用于固液双相流体会产生附加误差。null3 、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，若是非导电层则首先应注意电极的污染，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。刮刀式电极可在传感器外定期手动刮出沉垢。 EMF附着非导电膜层，仪表仍能工作，但若为高导电层则同样不能工作。 null4、与流体接触零部件材料的选择 与流体接触的传感器零部件有衬里（或绝缘材料制成的测量管）、电极、接地环和密封垫片，其材料的耐腐蚀性、耐磨耗性和使用温度上限等影响仪表对流体的适应性。由于零部件少，形状简单，材料选择灵活，电磁流量传感器对流体的适应性强。 <四>电磁流量计的安装 <四>电磁流量计的安装 1、安装场所的选择： 选择测量管内不会出现负压的场所； 避免安装在电机、变压器等强电设备附件，以免引起电气干扰； 避免安装位置周围有强腐蚀性气体的场所； 测量混合相流体时，避免引起相分离的场所； 环境温度一般应在-25℃～60℃范围内，尽可能避免阳光直射； 安装在无振动或选择振动小的场合，如果振动过大，应该在传感器前后的管道上加固定支撑； 环境相对湿度应该在10%～90%范围内； 避免安装在能被雨水直淋或者浸没的场所； null2、对直管段长度的要求：（D为流量计的内径） 电磁流量计对前后直管段的要求比较低，一般对于90°弯头，T形三通，异径管、全开阀门等流动阻力件，离电磁流量计的电极轴中线（不是传感器的端面）应该有5D的直管段；对于不同开度的阀门（比如可调开度的阀门），则上游侧的直管段长度需要10D。一般传感器下游的直管段只需要3D就可以满足要求，如下图所示： 测量不同介质的混合液体时，混合点与流量计之间的距离最少要大于30D，如下图所示： 测量不同介质的混合液体时，混合点与流量计之间的距离最少要大于30D，如下图所示： 3、安装位置和流动方向： 电磁流量计可以水平、垂直、和倾斜安装在管道上： 在水平安装时，电磁流量计的电极轴必须水平，防止由于流体所夹带的气泡而产生电极短时间的绝缘，也可以防止电极被流体中沉积物覆盖。不应该将传感器安装在最高位置处，以免有气体积聚。 null 垂直安装时，应该使流动方向向上，这样可以使无流量或者流量很小时，流体中夹带的较重固体颗粒下沉，而轻的肢肪类物质上升离开电磁流量计的传感器电极区，在测量泥浆、矿浆等液固两相介质时，避免固相沉淀和传感器衬里的不均匀摩擦。如上图所示。 传感器的测量管道必须充满流体，必须有一定的背压。为防止出现负压（损坏衬里），电磁流量计不应该安装在泵的进口，而应该安装在泵的出口；在倾斜安装时，必须安装在上升管道；在开口排放的管道安装时，必须安装在管道的较低处。 null应在传感器的下游安装控制阀和切断阀，而不应该安装在传感器上游 在测量井内安装流量计的方式 在测量井内安装流量计的方式 （1、入口 2、溢流管 3、入口 4、清洗孔 5、流量计 6、短管 7、出口 8、排污口 9、排污阀） null