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电磁流量计

• 概述

电磁流量计(以下简称EMF)是利用法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。

• 工作原理

EMF的基本原理是法拉弟电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力运动时在其两端产生感应电动势。如图所示，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q_v(m³／s)，q_v=∏D²/4则

    E=(4kB／∏D)q_v=Kq_v

式中K为仪表常数，K=4kB／∏D.

• 使用

使用时应注意的一般事项:   ‘

    液体应具有测量所需的电导率，并要求电导率分布大体上均匀。因此流量传感器安装要避开容易产生电导率不均匀场所，例如其上游附近加入药液，加液点设于传感器下游。

    使用时传感器测量管必须充满液体(非满管型例外)。

    有混合时，其分布应大体均匀。

    液体应与地同电位，必须接地。如工艺管道用塑料等绝缘材料时，输送液体产生摩擦静电等原因，造成液体与地间有电位差。

流量传感器安装:

    (1)安装场所

    通常电磁流量传感器外壳防护等级为IP65(GB 4208规定的防尘防喷水级)，对安装场所有以下要求。

    1)测量混合相流体时，选择不会引起相分离的场所；测量双组分液体时，避免装在混合尚未均匀的下游；测量化学反应管道时，要装在反应充分完成段的下游

    2)尽可能避免测量管内会变成负压；

    3)选择振动小的场所，特别对一体型仪表；

    4)避免附近有大电机、大变压器等，以免引起电磁场干扰：

    5)易于实现传感器单独接地的场所；

    6)尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体；

    7)环境温度在一25／一l0—50／60。C范围内，一体形结构温度还受制于电子元器件，范围要窄些；

    8)环境相对湿度在10％~90％范围内；

    9)尽可能避免受阳光直照；

    10)避免雨水浸淋，不会被水浸没。

    如果防护等级是IP67(防尘防浸水级)或IP68(防尘防潜水级)，则无需上述8)、10)两项要求。

  (2)直管段长度要求

  为获得正常测量精确度，电磁流量传感器上游也要有一定长度直管段，但其长度与大部分其他流量仪表相比要求较低。900弯头、T形管、同心异径管、全开闸阀后通常认为只要离电极中心线(不是传感器进口端连接面)5倍直径(5D)长度的直管段，不同开度的阀则

需10D；下游直管段为(2—3)D或无要求；但要防止蝶阀阀片伸入到传感器测量管内。各标准或检定规程所提出上下游直管段长度亦不*，汇集如表8．5所示，要求比通常要求高。这是由于为保证达到当前O．5级精度仪表的要求。IS0 6817是使用EMF的标准，该标准认为对任何类型流动扰动至少应有IOD的直管，性能变动才能保证不超过1％。IS0 9104和JJG l98是为评定EMF性能提出的文件；表中所列JJG l98的直管段长度是为精度0．5级及以上的仪表。

直管段长度要求

    如阀不能全开使用时，应按阀截流方向和电极轴成45。角度安装，则附加误差可大为减少。

    (3)安装位置和流动方向

    传感器安装方向水平、垂直或倾斜均可，不受限制。但测量固液两相流体垂直安装，自下而上流动。这样能避免水平安装时衬里下半部局部磨损严重，低流速

时固相沉淀等缺点。 

  水平安装时要使电极轴线平行于地平线，不要处于垂直于地平线，因为处于底部的电极易被沉积物覆盖，顶部电极易被液体中偶存气泡擦过遮住电极表面，使输出信号波动。

    (4)旁路管、便于清洗连接和预置入孔

    为便于在工艺管道继续流动和传感器停止流动时检查和调整零点，应装旁路管。但大管径管系因投资和位置空间限制，往往不易办到。根据电极污染程度来校正测量值，或确定一个不影响测量值的污染程度判断基准是困难的。除前文所述，采用非接触电极或带刮的刀清除装置电极的仪表，可解决一些问题外，有时还需要清除内壁附着物，则可不卸下传感器就地清洗。

    对于管径大于1．5—1．6m的管系在EMF附近管道上，预置人孔，以便管系停止运行时清洗传感器测量管内壁。

    (5)负压管系的安装

    氟塑料衬里传感器须谨慎地应用于负压管系；正压管系应防止产生负压，例如液体温度高于室温的管系，关闭传感器上下游截止阀停止运行后，流体冷却收缩会形成负压，应在传感器附近装负压防止阀。有制造厂规定FIFE和PFA塑料衬里应用于负压管系的压力可在20~C、100°C、130°C时使用的压力必须分别大于27、40、50kPa。

    (6)接地

    传感器必须单独接地(接地电阻100Q以下)。分离型原则上接地应在传感器一侧，转换器接地应在同一接地点。如传感器装在有阴极腐蚀?；す艿郎?，除了传感器和接地环一起接地外，还要用较粗铜导线(16mm²)绕过传感器跨接管道两连接法兰上，使阴极?；さ缌饔氪衅髦涓衾?。

    有时候杂散电流过大，如电解槽沿着电解液的泄漏电流影响EMF正常测量，则可采取流量传感器与其连接的工艺之间电气隔离的办法[8]。同样有阴极?；さ墓芟呱?，阴极?；さ缌饔跋霦MF‘测量时，也可采取本方法。

• 维护

    (1)零点检查和调整

    仪表投入运行前，通电后必须在传感器充满液体静止状态下调整零点。投入运行后亦要根据液体使用条件定期停流作零点检查；尤其对沉淀、易污染电极，含有固相的非清洁液，在运行初期应多作检查，以获得经验确定正常检查周期。交流激磁方式的EMF与矩形波激磁相比，更易产生零点漂移，因此更要注意检查和调整。

    (2)定期检查传感器电性能

    1)粗略地测量电极间电阻断开传感器与转换器间信号连线，传感器内充满液体，用万用表测量两电极与接地端的电阻值，是否在制造厂规定值范围内，且所测得两值大体相同。记录下测量的电阻值，此值对以后判断传感器故障原因(如沉积层是导电的还是绝缘的)是有用的。

    2)检查电极绝缘电阻传感器放空液体，擦净内壁，待*干燥后用兆欧计测量两电极和接地端子间的电阻。    ：

    3)检查激磁线圈绝缘电阻卸下传感器激磁线圈端子与转换器间连线，用兆欧计测量线圈的绝缘电阻。

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