電磁流量計在化工行業的應用
發布時間：2023-03-02 23:47:22來源：hseauto.cn來源：..
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電磁流量計（Electromagnetic Flowmeter）是由直接接觸管道介質的傳感器和上端信號轉換器兩部分構成。它是基于法拉第電磁感應定律工作的，用來測量電導率大于5μs/m的導電液體的流量，是一種測量導電介質流量的儀表。除了可以測量一般導電液體的流量外，還可以用于測量強酸、強堿等強腐蝕性液體和均勻含有液固兩相懸浮的液體，如泥漿、礦漿、紙漿等。
電磁流量計特別設計了帶背光寬溫的中文液晶顯示器，功能齊全實用、顯示直觀、操作使用方便，可以減少其他電磁流量計英文菜單所帶來的不便。另外我們獨家設計4-6多電極結構，進一步保證了測量精度并且任何時候無需接地環，減輕了儀表體積和安裝維護的麻煩。
電磁流量計在滿足現場顯示的同時，還可以輸出4~20mA電流信號供記錄、調節和控制用，現已廣泛地應用于化工、環保、冶金、醫藥、造紙給排水等工業技術和管理部門。
采用電磁感應原理測量介質流體流速的電磁流量計。它在管道的兩側加一個磁場，被測介質流過管道就切割磁力線，在兩個檢測電極上產生感應電勢，其大小正比于流體的運動速度?？梢杂糜跍y量酸堿、鹽溶液、水煤漿、礦漿、砂漿灰泥、紙漿、樹脂、橡膠乳、合成纖維漿和感光乳膠等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質的流量。電磁流量計密封性能好，還可用于自來水和地下水道系統。而且測量過程不與流體接觸，適于制藥、生物化學和食品工業。這種流量計還可檢測血液流量。它的量程比約為100：1，精度一般為1%，由于這種傳感器必須保持管道內電阻和測量電路阻抗之間有一定比例關系，因此在制造上有一定困難。當被測介質的電導率約為10歐姆·厘米時就開始產生困難，電導率更低時就產生原理性困難。當電導率為10歐姆·厘米時，就達到導電介質和電介質之間的“分界線”，熱噪聲電平隨內阻的增大而顯著增加。
電磁流量計是高精度、高可靠和使用壽命長的流量儀表，所以在設計產品結構、選材、制定工藝、生產裝配和出廠測試等過程中每一個環節我們都非常細致講究，還自行設計了一套中國最先進的，專用于電磁流量計的生產設備和流量實流標定裝置，從而在軟件和硬件上都能切實保證產品長期的高質量。電磁流量計特別設計了帶背光寬溫的中文液晶顯示器，功能齊全實用、顯示直觀、操作使用方便，可以減少其他電磁流量計英文菜單所帶來的不便。另外我們獨家設計4-6多電極結構，進一步保證了測量精度并且任何時候無需接地環，減輕了儀表體積和安裝維護的麻煩。
1.技術原理
1.1工作原理
電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應定律。在電磁流量計中，測量管內的導電介質相當于法拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場。當有導電介質流過時，則會產生感應電壓。管道內部的兩個電極測量產生的感應電壓。測量管道通過不導電的內襯（橡膠，特氟隆等）實現與流體和測量電極的電磁隔離。
1.2測量原理
根據法拉第電磁感應定律，當一導體在磁場中運動切割磁力線時，在導體的兩端即產生感生電勢e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場的磁感應強度B，導體在磁場內的長度L及導體的運動速度成正比，如果B，L，u三者互相垂直，則：
e=Blu（3-35）
與此相仿在磁感應強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速山流動時，導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極則可以證明，只要管道內流速分布為軸對稱分布，兩電極之間也特產生感生電動勢：
e=BD（3-36）
式中，為管道截面上的平均流速由此可得管道的體積流量為：
qv=（3-37）
由上式可見，體積流量qv與感應電動勢e和測量管內徑D成線性關系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數無關這就是電磁流量計的測量原理
需要說明的是，要使式（3-37）嚴格成立，必須使電磁流量計測量條件滿足下列假定：
①磁場是均勻分布的恒定磁場。
②被測流體的流速軸對稱分布。
③被測液體是非磁性的。
④被測液體的電導率均勻且各向同性。
2.電磁流量計的安裝條件
按EMF自身的轉換器與傳感器組裝方式分類.，有分離型和一體型兩種。如在污水廠中大口徑流量計傳感器大多安裝在地下，所以建議選擇P68（防塵防潛水級），如果安裝在地上，建議選擇P67（防塵防濺水級）。小口徑以一體式為多。通常EMF對安裝場所要求有：
a.測量混合相流體時，選擇不會引起相分離的場所：測量雙組分液體時，避免裝在混合尚未均勻的下游：測量化學反應管道時，要裝在反應充分完成段的下游：盡量滿足前后直管段分別不小于5D和2D。
b.盡可能避免測量管內變成負壓。
c.選擇震動小的場所，特別對一體型儀表。
d避免附近有大電機、大變壓器等，以免引起電磁場干擾。
e.易于實現傳感器單獨接地的場所。
f.盡可能避開周圍環境有高濃度腐蝕性氣體。
g.盡可能避免受陽光直照。
3.電磁流量計的環境條件
一般儀表應用于爆炸性危險環境應按標準GB3836.1《爆炸性環境電氣設備通用要求》的規定，選擇適應使用場所環境的氣氛、爆炸性混合物的分級分組、設備類型以及其他安全規則或標準的儀表。另外，外界磁場、電氣干擾、環境溫度和濕度也是EMF選型的考慮要點。
4.測量原理
（1）由于沒有節流件，儀表幾乎無壓力損失，僅消耗10~20W的電功率，這點與節流的差壓式流量計相比，其節能效果成為EMF發展的大優勢。
（2）EMF所得的體積流量，實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力、雷諾數以及在一定范圍內電導率變化的影響。
（3）EMF測量范圍很大，通常為20：1~501，每個量程又可從2%~100%線性測量，EMF的測量范圍可涵蓋紊流和層流兩種速度分布狀態，這是其他流量計不能與之相比擬的。
（4）測量原理是線性的，測量精確度高，反應速度快，可測脈動流量和快速累積總量，可測正反雙向流量，傳感器前后直管段要求低
（5）耐腐蝕性能好，使用可靠，維護方便，壽命長。
但是，EMF不能測量電導率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等：不能測量氣體、蒸汽、和含有較多較大氣泡的液體：受襯里材料和電極絕緣材料的溫度限制，不能測量較高溫度的液體。
5.電磁流量計在煤化工行業上的應用
電磁流量計雖然在測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關系，測量精度高，但是也存在著一些問題，在煤化工行業主要應用在水煤漿流量測量和黑水流量測量等方面，下面將在這一領域使用遇到的問題和解決方法與大家共享。
在煤漿測量方面也出過一些問題，如測量物體沉淀，造成煤漿流量計測量電極被覆蓋，影響測量精度等問題，易造成煤漿沉淀的主要原因是流量計傳感器設計不合理，電極與輸送管道不是一個水平位置，電磁流量計測量電極水平布置時低于管道，在測量物體流過時易在低處產生沉淀，覆蓋電極，導致測量不準，影響裝置穩定運行，目前國際上一些著名品牌的流量計也沒有好的解決方法，但是這問題被我國上海某家企業所攻克，他們的做法是將電磁流量計傳感器的管徑縮小，與輸送介質管線直徑不一致，目的是加快介質通過電磁流量計傳感器的速度，降低介質在傳感器處的沉淀，但是這樣設計又遇到了一個難題，就是流速加快，流動產生的噪聲增大，噪聲增大對測量精度又有一定的影響，為了剛好的解決這個問題，他們又將電磁流量計傳感器內襯改為橡膠襯，同時增加厚度，有效的降低了噪聲，這樣就很好的解決了電磁流量計測量不準確的問題。
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