行業(yè)動態(tài)
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石油行業(yè)的日常生產(chǎn)工藝中有很多的流體需要輸送和管理,就需要用到流量測量、計(jì)量甚至控制輸送使用,這個時候流量計(jì)就派上了用場。而在煉油、化工生產(chǎn)中,公用工程部分的有些液體(如循環(huán)水及生活用水等)介質(zhì)具有導(dǎo)電性,因而可以應(yīng)用電磁感應(yīng)的方法來測量流量,電磁流量計(jì)的特點(diǎn)具有能夠測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒(如泥漿)或纖維流量的測量。那么為什么這個時候第一時間就想到電磁流量計(jì)呢,我們來看下它的原理、特點(diǎn)以及優(yōu)缺點(diǎn)。
1、電磁流量計(jì)測量原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制造的用來測量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表。主要組成:電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。如圖 1所示,在一段用非導(dǎo)磁材料做成的管道外面,安裝有一對磁極 N和 S,用以產(chǎn)生磁場,當(dāng)導(dǎo)電液體(不小于 10-5~10-61/cm.? 即不小于水的導(dǎo)電率)流過管道時, 因流體切割磁力線而產(chǎn)生了感應(yīng)電勢 E(根據(jù)發(fā)電機(jī)原理)。 此感應(yīng)電勢由與磁極垂直方向的兩個電極引出。當(dāng)磁場強(qiáng)度 H 不變,管道直徑一定時,這個感應(yīng)電勢的大小僅與液體的流速有關(guān),而與其它因素?zé)o關(guān)。電動勢 E 正比于磁通量密度 H,測量管內(nèi)徑 D 與平均流速 V 的乘積。電動勢 E(流量信號)由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。 轉(zhuǎn)化器將流量信號放大處理后,可顯示流體流量,并能輸出脈沖、模擬電流等信號,用于流量的控制和調(diào)節(jié)。

感應(yīng)電勢的大小由下式?jīng)Q定:
E=KHDV (1)
式中:E—為感應(yīng)電勢即電極間的信號電壓(v)
H—磁場強(qiáng)度
D—測量管內(nèi)徑(m),即導(dǎo)體垂直切割磁力線的長度;
V—平均流速(m/s)。
管道內(nèi)體積流量計(jì)算公式:
Q=1/4πD2V (2)
將(2)式代入式(1)便得:
E=4KHQ/πD=kQ
式中 k=4KH/πD 為儀表常數(shù)。
式(1)中 K、D 為常數(shù),由于勵磁電流是恒流的,故 H 也是常數(shù),則由 E=kQ 可知,體積流量 Q 與信號電壓 E-成正比,即流速感應(yīng)的信號電壓 E 與體積 Q 成線性關(guān)系。因此,只要測量出E就可確定流量 Q, 這是電磁流量計(jì)的基本工作原理。 由 E=KHDV 可知,其輸出信號不受被測液體物理性質(zhì)的影響(如溫度、壓力、粘度)。因此說電磁流量計(jì)是一種真正的體積流量計(jì)。
2、電磁流量計(jì)特點(diǎn)
1、運(yùn)算速度快,抗干擾能力強(qiáng),測量可靠,精度高
轉(zhuǎn)換器采用16位嵌入式微處理器,全數(shù)字處理,流量測試范圍度可達(dá)1500:1
2、高精度測量
測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響;線性測試量原理能實(shí)現(xiàn)高精度測量;
3、通訊信號輸出
具有RS485或RS232數(shù)字通訊信號輸出
4、壓損小
測量管內(nèi)無阻礙流動部件,無壓損,直管段要求較低;
5、采用SMD器件和表面安裝SMT技術(shù)
電路可靠性高,可用于相應(yīng)的防爆場合
6、高清晰度背光LCD顯示
全漢字菜單操作,使用方便,操作簡單,易學(xué)易懂
7、性能穩(wěn)定、功耗小
轉(zhuǎn)換器采用可編程頻率矩形波勵磁,提高了流量測量的穩(wěn)定性,功率損耗小;
8、電導(dǎo)率測試功能
可以判別傳感器是否空管,具有自檢與自診斷功能
9、覆蓋范圍寬,滿足多種導(dǎo)體電流體的要求
系列公稱通徑DN6~DN3000。襯里和電極有多種選擇,能滿足多種導(dǎo)電流體的要求;
3、電磁流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)
只要用普通的水實(shí)際標(biāo)定后就可以測量其他任何導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量,而不需要任何修正。這是電磁流量計(jì)的一突出優(yōu)點(diǎn)。另外,測量管內(nèi)無活動及阻流部件,因此幾乎沒有壓力損失,并且有很高的可靠性。最大流量與最小流量的比值一般為 20∶1以上,電磁流量計(jì)測量范圍度大,通常為 20∶1~50∶1,可選流量范圍寬。電磁流量計(jì)具有顯著的優(yōu)點(diǎn),但也有些缺點(diǎn),主要是在液體中所感應(yīng)出的電勢數(shù)值很小,所以要引入放大系數(shù)很大的放大器由此造成測量系統(tǒng)很復(fù)雜、成本高,并且很容易受外界電磁場干擾的影響,在使用不恰當(dāng)時會大大地影響儀表的精度。電磁流量計(jì)不能測量非導(dǎo)電液體的流量,也不能測量氣體和蒸汽的流量。在使用中要注意維護(hù),防止電極與管道間絕緣的破壞。
4、總結(jié)
通過上述內(nèi)容對電磁流量計(jì)的描述,我們可以發(fā)現(xiàn),正是因?yàn)檫@樣的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢,才決定了電磁流量計(jì)是石油行業(yè)流體測量的首選流量儀表,那么下一篇文章我們將簡單描述下用于石油行業(yè)中流體測量的流量儀表還有哪些?
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