电磁流量计工作原理及应用.ppt

电磁流量计工作原理及应用 一 电磁流量计结构与原理二 电磁流量计的优点三 故障判断和处理四 注意事项五 选型规则 原理 电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律 根据电磁感应定律 在非磁性管道中 利用测量导电流体平均速度而显示流量的流量计 一 电磁流量计结构与原理 一 电磁流量计结构与原理 法拉第定律 当导体在磁场中作切割磁力线运动时 在导体中会产生感应电势 感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比 一 电磁流量计结构与原理 Ex BDv 式 1 Ex 感应电势 V B 磁感应强度 TD 管道内径 mv 液体的平均流速 m s 一 电磁流量计结构与原理 然而体积流量qv等于流体的流速v与管道截面积 D 4的乘积 将式 1 代入该式得 Qv D 4B Ex 式 2 由上式可知 在管道直径D己定且保持磁感应强度B不变时 被测体积流量与感应电势呈线性关系 若在管道两侧各插入一根电极 就可引入感应电势Ex 测量此电势的大小 就可求得体积流量 一 电磁流量计结构与原理 需要说明的是 要使式严格成立 必须使电磁流量计测量条件满足下列假定 磁场是均匀分布的恒定磁场 被测流体的流速轴对称分布 被测液体是非磁性的 被测液体的电导率均匀且各向同性 一 电磁流量计结构与原理 结构 电磁流量计的结构主要由磁路系统 测量导管 电极 外壳 衬里和转换器等部分组成 电磁感应 电势转换 信号放大 显示仪表 变送器 被测介质 一 电磁流量计结构与原理 二 电磁流量计的优点 电磁流量计 EMF 的特点 一 优点1 EMF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 2 EMF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 3 EMF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 4 与其他大部分流量仪表相比 前置直管段要求较低 5 EMF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 6 EMF的口径范围比其他品种流量仪表宽 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 7 易于选择与流体接触件的材料品种 可应用于腐蚀性流体 二 缺点1 EMF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 2 通用型EMF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 三 故障判断和处理 1 安装方面通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障 常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系最高点 或安装在自上而下的垂直管上 可能出现排空 或传感器后无背压 流体直接排入大气而形成测量管内非满管 2 环境方面通常主要是管道杂散电流干扰 空间强电磁波干扰 大型电机磁场干扰等 管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护就可获得满意结果 但如遇到强大的杂散电流 如电解车间管道 有时在两电极上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V 尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等 空间电磁波干扰一般经信号电缆引入 通常采用单层或多层屏蔽予以保护 3 流体方面被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作 但随着气泡的增大 仪表输出信号会出现波动 若气泡大到足以遮盖整个电极表面时 随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动 低频方波励磁的电磁流量计测量固体含量过多浆液时 也将产生浆液噪声 使输出信号产生波动 测量混合介质时 如果在混合未均匀前就进入流量传感进行测量 也将使输出信号产生波动 电极材料与被测介质选配不当 也将由于化学作用或极化现象而影响正常测量 应根据仪表选用或有关手册正确选配电极材料 三 故障判断和处理 2 运行期故障运行期故障是电磁流量计经调试并正常运行一段时期后出现的故障 常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层 雷电打击以及环境条件变化等因素引起 1 传感器内壁附着层由于电磁流量计常用来测量脏污流体 运行一段时间后 常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障 这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的 若附着物为绝缘层 则电极回路将出现断路 仪表不能正常工作 若附着层电导率显著高于流体电导率 则电极回路将出现短路 仪表也不能正常工作 所以 应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层 2 雷电打击雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流 使仪表损坏 它主要通过电源线或励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途径引入 尤其是从控制室电源线引入占绝大部分 3 环境条件变化在调试期间由于环境条件尚好 例如没有干扰源 流量计工作正常 此时往往容易疏忽安装条件 例如接地并不怎么良好 在这种情况下 一旦环境条件变化 运行期间出现新的干扰源 如在流量计附近管道上进行电焊 附近安装上大型变压器等 就会干扰仪表的正常工作 流量计的输出输出信号就会出现波动 四 注意事项 1 精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精度等级 做到经济合算 比如用于贸易结算 产品交接和能源计量的场合 应该选择精度等级高些 如1 0级 0 5级 或者更高等级 用于过程控制的场合 根据控制要求选择不同精度等级 有些仅仅是检测一下过程流量 无需做精确控制和计量的场合 可以选择精度等级稍低的 如1 5级 2 5级 甚至4 0级 这时可以选用价格低廉的插入式电磁流量计 四 注意事项 2 测量介质流速 仪表量程与口径测量一般的介质时 电磁流量计的满度流量可以在测量介质流速0 5 12m s范围内选用 范围比较宽 选择仪表规格 口径 不一定与工艺管道相同 应视测量流量范围是否在流速范围内确定 即当管道流速偏低 不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准确度不能保证时 需要缩小仪表口径 从而提高管内流速 得到满意测量结果 四 注意事项 3 尽量避开铁磁性物体及具有强电磁场的设备 以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信号 四 注意事项 4 应尽量安装在干燥通风之处 避免日晒雨淋 环境温度应在 20 60 相对湿度小于85 五 选型规则 口径与量程的选择变送器口径通常选用与管道系统和同的口径 如果份道系统有待设计 则可根据流母范围和流速来选择口径 对于电磁流量计来说 流速以2 4m s较为适宜 在特殊情况下 如液体中带有固体颗粒 考虑到磨损的情况 可选常用流速 3m s 对于易