防爆型電磁流量計工作原理

發(fā)布時間：2021-08-11 02:09:09 人氣： 835

一、電磁流量計的概念

防爆型電磁流量計（簡稱EMF ）是利用法拉*電磁感應(yīng)定律制成的一種丈量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。50 年代初防爆型電磁流量計(EMF) 實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用， 70 年代后期泛起鍵控低頻矩形波激磁方式，逐漸替換早期應(yīng)用的工頻交流激磁方式，儀表機能有了很大進步，得到更為廣泛的應(yīng)用。近年來，發(fā)展速度較快， 2005 年**產(chǎn)量估計在20 萬臺以上。目前，大口徑防爆型電磁流量計較多應(yīng)用于給排水工程，中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場所。如丈量造紙產(chǎn)業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)產(chǎn)業(yè)的強侵蝕液以及鋼鐵產(chǎn)業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏，長間隔管道煤的水力輸送的流量丈量和控制。小口徑、微小口徑防爆型電磁流量計則常用于醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、食物產(chǎn)業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場所。

二、防爆型電磁流量計測量原理

防爆型電磁流量計是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律進行流量測量的流量計?？蓽y流量范圍大。*大流量與*小流量的比值一般為20 ：1 以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，*大可達3m，輸出信號和被測流量成線性，精確度較高，可測量電導(dǎo)率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。

當(dāng)導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運動時，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電勢的大小與導(dǎo)體在磁場中的有效長度及導(dǎo)體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。同理，導(dǎo)電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應(yīng)力線時，也會在管道兩邊的電*上產(chǎn)生感應(yīng)電勢。感應(yīng)電勢的方向由右手定則判定，感應(yīng)電勢的大小由下式確定：

Ex=BDv －－－－－－－－－－－－－－－－式（ 1）

式（ 1）中

Ex— 感應(yīng)電勢， V；

B—磁感應(yīng)強度， T

D— 管道內(nèi)徑， m

v— 液體的平均流速， m/s

然而體積流量qv 等于流體的流速v 與管道截面積（ πD2）/4 的乘積，將式（ 1）代入

該式得：

Qv=(π D/4B)* Ex －－－－－－－－ -式（ 2）

由上式可知，在管道直徑D 己定且保持磁感應(yīng)強度B 不變時，被測體積流量與感應(yīng)電勢呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電*，就可引入感應(yīng)電勢Ex，測量此電勢的大小，就可求得體積流量。據(jù)法拉*電磁感應(yīng)原理，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電*，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測量管軸線運動時，導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢，此感應(yīng)電勢由兩個檢測電*檢出，數(shù)值大小與流速成正比例，其值為：

E=B·V·D·K

式中： E－感應(yīng)電勢；

K－與磁場分布及軸向長度有關(guān)的系數(shù)；

B－磁感應(yīng)強度；

V－導(dǎo)電液體平均流速；

D－電*間距；（測量管內(nèi)直徑）

傳感器將感應(yīng)電勢E 作為流量信號，傳送到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)放大，變換濾波等信號處理后，用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA 輸出，報警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS－485 等通訊接口，并支持HART 和MODBUS 協(xié)議。

注：不同防爆型電磁流量計參數(shù)略有差異，使用時請務(wù)必查看說明書。

根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律，在磁感應(yīng)強度為B 的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內(nèi)徑為D 的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速v 流動時，導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電*則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布，兩電*之間產(chǎn)生感生電動勢：