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隧道沙浆流量计

价格	￥1000.00/台
起订量	≥1
所在地	江苏淮安	可售量 10000台

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基本参数

型号	AK-LDE	测量范围	10-200
加工定制	是	类型	仪器仪表
产地	江苏奥科仪表

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T:0517-86919886/13915190011 柏广明

隧道沙浆流量计的工作原理

隧道沙浆流量计Eletromagnetic Flowmeters，简称EMF）是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的，用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点，电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量，如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；电磁流量计各种浆液流量测量，形成了独特的应用领域。
在结构上，电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上，它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号，并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方，它将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成流量信号成正比的标准电信号输出，以进行显示，累积和调节控制。
电磁流量计结构图
隧道沙浆流量计的基本原理
(一)测量原理
根据法拉第电磁感应定律，当一导体在磁场中运动切割磁力线时，在导体的两端即产生感生电势e，其方向由右手定则确定，其大小与磁场的磁感应强度B，导体在磁场内的长度L及导体的运动速度u成正比，如果B， L，u三者互相垂直，则
e＝Blu       (3－35)
与此相仿．在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速u流动时，导电流体就切割磁力线．如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极(图3—17)则可以证明，只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间也特产生感生电动势：
e＝BD        (3－36)
式中，为管道截面上的平均流速．由此可得管道的体积流量为：
qv＝πDUˉ＝   （3－37）
由上式可见，体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系，与磁场的磁感应强度B成反比，与其它物理参数无关．这就是电磁流量计的测量原理．
需要说明的是，要使式（3—37）严格成立，必须使测量条件满足下列假定：
①磁场是均匀分布的恒定磁场；
②被测流体的流速轴对称分布；
③被测液体是非磁性的；
④被测液体的电导率均匀且各向同性。
图3－17电磁流量计原理简图
电磁流量计工作原理图
1－磁极；2－电极；3－管道
(二)励磁方式
    励磁方式即产生磁场的方式．由前述可知，为使式(3—37)严格成立，第一个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场．为此，就需要选择一种合适的励磁方式。目前，一般有三种励碰方式，即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁．现分别予以介绍．
1．直流励磁
直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁，它能产生一个恒定的均匀磁场．这种直流励磁变送器的大优点是受交流电磁场干扰影响很小，因而可以忽略液体中的自感现象的影响．但是，使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化，即电解质在电场中被电解，产生正负离子．在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极．如图3—18所示．这样，将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围，严重影响电磁流量计的正常工作．所以，直流励磁一般只用于测量非电解质液体，如液态金属等．
图3－18直流励磁方式
电磁流量计直流励磁方式
2．交流励磁
目前，工业上使用的电磁流量计，大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式，即它的磁场是由正弦交变电流产生的，所以产生的磁场也是一个交变磁场．交变磁场变送器的主要优点是消除了电极表面的极化于扰．另外，由于磁场是交变的，所以输出信号也是交变信号，放大和转换低电平的交流信号要比直流信号容易得多．
如果交流磁场的磁感应强度为
B＝Bm sint             （3－38）
则电极上产生的感生电动势为
e＝Bm Dsint            （3－39）
被测体积流量为
qv= D                  （3－40）
式中Bm――磁场磁感应强度的大值；
――励磁电流的角频率，＝2f；
t――时间；
f――电源频率．
由式(3－40)可知，当测量管内径D不变，磁感应强度Bm为一定值时，两电极上输出的感生电动势e与流量qv成正比．这就是交流磁场电磁流量变送器的基本工作原理．
值得注意的是，用交流磁场会带来一系列的电磁干扰问题．例如正交干扰．同相干扰等，这些干扰信号与有用的流量信号混杂在一起．因此，如何正确区分流量信号与干扰信号，并如何有效地抑制和排除各种干扰信号，就成为交流励磁电磁流量计研制的重要课题。
3．低频方波励磁
直流励磁方式和交流励滋方式各有优缺点，为了充分发挥它们的优点，尽量避免它们的缺点，70年代以来，人们开始采用低频方波励磁方式．它的励磁电流波形如图3—19所示，其频率通常为工频的1／4－l／10．
图3－19方波励磁电流波形
电磁流量计方波励磁电流波形
从图3－19可见，在半个周期内，磁场是恒稳的直流磁场，它具有直流励磁的特点，受电磁干扰影响很小．从整个时间过程看，方波信号又是一个交变的信号，所以它能克服直流励滋易产生的极化现象．因此，低频方波励磁是一种比较好的励磁方式，目前已在电磁流量计上广泛的应用．概括一下，电磁流量计具有如下几个优点：
①电磁流量计能避免交流磁场的正交电磁干扰；
②电磁流量计消除由分布电容引起的工频干扰；
③电磁流量计抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流；
④电磁流量计排除直流励磁的极化现象．

隧道沙浆流量计选型：

隧道沙浆流量计是一种测量导电液体的管道式流量计，具有流阻低、无可动部件、测量精度高等特点。上图是电磁流量计的基本结构。

隧道沙浆流量计的测量原理是基于法拉第电磁感应定律：当一个导电物体在磁场中运动时，导体切割磁力线，导体两端产生感应电动势，感应电动势的大小与导体长度、磁感应强度和导体运动速度成正比。

隧道沙浆流量计中，用导电线圈产生磁场，导电液体即导体，用测量电极来检测感应电动势，管道的内直径即导体长度，线圈通上一定的电流即产生稳定的磁场，所以测出了感应电动势即可知道导电液体的流动速度，从而计算出流量。

隧道沙浆流量计选型七大注意事项

第一，选择电磁流量计首先要判断流体是否能够导电，不能导电的就不适用电磁流量计。

第二，应考虑流体是否有腐蚀性，如果有腐蚀性的，需要对衬里材料提出耐腐蚀要求。一般耐酸橡胶和聚四氟乙烯的耐腐蚀性较好，天然橡胶、氯丁橡胶和聚胺脂橡胶的耐蚀性则较差。

第三，要考虑流体温度，聚四氟乙烯的温度适应范围最宽，-80℃到+150℃，聚胺脂橡胶只能耐40℃以下温度，其它橡胶一般不超过80℃。

第四，要考虑流体中是否含有颗粒物杂质。颗粒物会对管道内壁产生磨损，这时需要考虑衬里材料的耐磨性。聚胺脂橡胶是衬里材料中耐磨性最好的，氯丁橡胶也还不错，其它材料相对较弱。

第五，要考虑安装地点的环境条件。电磁流量计耐电磁场干扰的性能相对较弱，这是由它的工作原理所决定的，所以当附近有很强的电磁波干扰，或者管道附近有变电站、变压器的中心线接地桩时，就不适宜安装电磁流量计。

第六，要考虑流量与管道的匹配性和经济性。最好使管道内保持0.5m/s以上的流速，因为流速越低，感应电动势越弱，流量计越测不准，也容易受到干扰。通常，如果需要考虑节约管道输送能耗，经济流速一般为2m/s到3m/s，流速越高，流体输送速度越快，但能耗以流速的平方关系增长。因此，当流速过低时，应缩小管道，以提高流速；当流速过高而工艺没有特殊要求时，可以扩大管道以减小流速。

第七，尽可能避免将电磁流量计泡在水中。长期泡水，电磁流量计的传感器容易受潮，计量性能会下降，甚至损坏。

隧道沙浆流量计的优点使得选型非常容易，但是市面上的电磁流量计价格高低不齐，性能也参差不齐，使得用户在选择供应商时产生了困难。

隧道沙浆流量计变送器的选择

隧道沙浆流量计用于测量管道内导电液体的体积流量，选择电磁流量计的前提是介质必须具有足够的电导率。标准型仪表要求介质电导率不低于10US/cm，低电导率型仪表其被侧介质电导率不低于0.1us/cm，低电导率型仪表其流量信号传输电缆需采用双芯双重屏蔽电缆.

(1)量程的选择

变送器量程的选择对提高电磁流最计的可靠性及测量精度十分重要.量程可根据不低于最大流量值的原则来确定。常用流量超过测量上限的50%，流量上限测定值在转换器上设定，转换器有单量程、双量程、可变量程三种可供选择。

(2)口径的选择

变送器的口径可采用与管道相同的口径，或者略小一些，如果在量程确定的条件下，其口径可根据不同的测量对象、变送器侧量管道内流体的流速大小来决定。在一般使用条件下，流速以2-4m/s为最适宜。但在有些场合，其流速可达10m/s.

若确定了流速后，变送器的管道内径可根据下式确定，即

当介质对衬里有磨损危害或沉淀物易粘附电极的场合，可考虑改变口径。介质对衬里有磨损时，可增大变送器口径，使流速在3m/s以下，并加装保护法兰;介质容易产生沉淀物粘附电极时，可减小变送器口径，使流速在2m/s以上。

(3)压力的选择

根据工业生产要求，目前生产的电磁流量计的工作压力为:

1)小于Ф50mm口径的为1.6MPa;

2)Ф80mm-Ф900mm口径的为1.0MPa;

3)大于Ф1000mm口径的为0.6MPa,

(4)使用温度的选择

被测介质的温度不能超过内衬材料的容许使用温度。

(5)衬里材料的选择

选择衬里材料应考虑介质温度、腐蚀性及磨损情况等因素。聚四氟乙烯衬里用于高温强腐蚀测量场合，工作温度最高可达190℃，特别适于酸、碱、盐和高温介质的侧童，但不能用于产生负压的场合。橡胶衬里用于温度较低、腐蚀性不太强的流体，如水、污水以及弱酸弱碱等，工作温度低于80℃聚氨醋橡胶衬里的耐磨性最好，特别适合含泥沙较多的流体和固液两相的浆液，工作温度在80℃以下。

(6)电极材料的选择

选择电极材料应考虑介质的腐蚀性和磨损情况。

不锈钢:在弱氧化环境中具有耐腐蚀性，通常用于水、有机酸(醋酸、乳酸)、弱碱(氨)等。

铁:在氧化性环境中具有耐腐蚀性，特别是可在抓离子存在的环境中使用，用于海水和各种抓化物溶液(抓化按、抓化钾)等。

担:在强氧化性和强还原性环境中有耐蚀性，但对碱类、氢氟酸、发烟硫酸不能使用，用于浓盐酸、硫酸、硝酸、王水等。

错:对于碱和不含抓离子的酸有耐蚀性，用于浓碱、硫酸、硝酸等。

耐蚀耐热镍基合金B:在非氧化性环境特别是对盐酸和氟酸有耐蚀性，适用于盐酸、氟酸等。

耐蚀耐热镍基合金C:在中等程度的氧化性和还原性环境中使用，适用于各种有机酸、无机酸和碱类。

铂铱合金:对除了王水以外的所有酸和碱有耐蚀性，但价格昂贵，用于磷酸、氟酸、盐酸、硫酸、硝酸和碱类。

不锈钢涂覆碳化钨:由于碳化钨的硬度很高，所以耐磨性能好，用于含泥沙较多的流体和固液两相的浆液。

在使用和安装电磁流虽计时，还必须使电磁流盈变送器测量管道内充满液体，电极轴线应处于水平位置。电磁流量计要注意远离电力电源，并要设置单独可靠接地，周围不能有强烈振动，同时还必须注意日常维修。

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