自动化仪表之电磁流量计的认识.docVIP

目录1 引言12 结构12.1 磁路系统12.2 测量导管12.3 电极12.4 外壳12.5 衬里12.6 转换器13 工作原理24 电磁流量计的认识24.1 优点24.2 缺点24.3 精度24.4 测量范围35 发展前景36 结论37 参考文献4自动化仪表之电磁流量计的认识1 引言电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表，采用单片机嵌入式技术，实现数字励磁，同时在电磁流量计上采用CAN现场总线。属国内首创，技术达到国内领先水平。2 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。2.1 磁路系统其作用是产生均匀的直流或交流磁场。直流磁路用永久磁铁来实现，其优点是结构比较简单，受交流磁场的干扰较小，但它易使通过测量导管内的电解质液体极化，使正电极被负离子包围，负电极被正离子包围，即电极的极化现象，并导致两电极之产蝗内阻增大，因而严重影响仪表正常工作。当管道直径较大时，永久磁铁相应也很大，笨重且不经济，所以电磁流量计一般采用交变磁场，且是50HZ工频电源激励产生的。2.2 测量导管其作用是让被测导电性液体通过。为了使磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路，测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成，可选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、铝等。2.3 电极其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。电极一般用非导磁的不锈钢制成，且被要求与衬里齐平，以便流体通过时不受阻碍。它的安装位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆积在其上面而影响测量精度。2.4 外壳应用铁磁材料制成，是分配制度励磁线圈的外罩，并隔离外磁场的干扰。2.5 衬里在测量导管的内侧及法兰密封面上，有一层完整的电绝缘衬里。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管壁短路。衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。2.6 转换器由液体流动产生的感应电势信号十分微弱，受各种干扰因素的影响很大，转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。其任务是把电极检测到的感应电势信号E经放大转换成统一的标准直流信号。3 工作原理电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计利用导电液体通过磁场时在两固定电极上感应出电动势测量流速。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。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定，感应电势的大小由下式确定： 式（3-1）式中感应电势（V）；B磁感应强度(T)；D管道内径（m）；v液体的平均流速(m/s)。由产生的感应电动势测得管道内液体的流速，于是体积流量为： 式（3-2）式中，k称为仪表常数。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，测量此电势的大小，就可求得体积流量。4 电磁流量计的认识4.1 优点4.1.1 测量导管内无任何阻碍物，因而被测流体的压力损失很小。4.1.2 可以测量导电液体的流量，如酸、碱、盐溶液，流体可含有固体颗粒、悬浮物或纤维等。4.1.3 输入信号与流量之间的关系不受流体的物理性质（例温度、压力、粘度等）变化和流动状态的影响。4.1.4 测量响应速度快，可以用来测量动脉流量。 4.2 缺点4.2.1 只能用来测量导电液体的流量，要求到电流不少于水的导电率。不能测量气体、蒸汽及石油制品等的流量。4.2.2 由于感应电势数值很小，后级采用高放大倍数的放大器，很容易受外界电磁场干扰的影响。4.3 精度流量计在规定的流量范围内准确度等级、最大允许误差应符合表4-1的规定。流量计误差表示使用相对示值误差。表4-1 准确度等级和最大允许误差准确度等级0.2（0.25）（0.3）0.5最大允许误差0.2%（0.25%）（0.3%）0.5%准确度等级1.01.52.5/最大允许误差1.0%1.5%2.5%/4.4 测量范围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；电磁流量计的口径范围比其它品种流量仪表宽，从几毫米到3米；可测量正反双向流量，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等优点。由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近，仪表还能正常输出信号，只是改变流通面积，形成测量误差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路；若是绝缘性附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。5 发展前景电磁流量计的生存和发展具有市场、人力资源和行业基础三大优势，中国仪器仪表行业正在培育和已经出现具备这种规模和能力的企业。在世界仪器仪表工业全球化的发展过程中，对中国仪器仪表工业来说，我们的看法是：外资来比不来好；转移到其他国家(地区)还不如转移到中国好。在我国发展制造业的总体方针下，在WTO的框架下，兼而采用两种模式，走一条符合中国国情的发展中国电磁流量计工业之路是21世纪中国仪器仪表行业几代人的共同探索和艰苦实践。 一方面充分发挥行业比较优势，巩固和扩大在一般产品领域的地位和成果，另一方面，在科学仪器和测试控制高技术领域取得突破，缩小差距是本国企业的发展途径。随着经济全球化和我国的进一步改革开放，新一轮外资进入中国制造业的高潮正在掀起。这一轮的特点将以外方独资和绝对控股的形式为主，并逐步进入并购中方优良企业的阶段。由于电磁流量计具有“易流动性”、全球市场需求迫切和“落差大”等特点，因此是外资进入中国制造业最早和最“热门”的行业之一。 6 结论通过本次的论文写作使我不仅在对电磁流量计方面的工作原理、结构、优缺点、精度等级、选型等方面获得了足够多的知识，而且还有进一步明白了工业生产线的对电磁流量计的工艺要求，更重要的是也让我明白了学科之间的交叉学习和运用的重要性。在查阅大量的网络图书资料的前提下对电磁流量计有了较全面的了解这将使我在未来的工作打下坚实的基础，也使我对毕业设计有了初步的了解。总之，通过此次电磁流量计的资料搜集使我获益颇丰。7 参考文献7.1 王再英，刘淮霞，陈毅静.过程控制系统与仪表M .北京：机械工业出版社，2006 7.2 ht