技術(shù)分析

1、工作原理

　 　 插入式電磁流量計(jì)工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，測量流量時(shí)，液體流過垂直于流動(dòng)方向的磁場，感應(yīng)出一個(gè)與平均流速(體積流量)成正比的電壓。其感應(yīng)電壓信號通過2個(gè)與液體直接接觸的電極檢出，并通過專用電纜傳送至智能變送器，智能變送器根據(jù)電勢的大小和電磁流量數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算，轉(zhuǎn)換成流量信號(包括瞬時(shí)量和累計(jì)量)進(jìn)行現(xiàn)場顯示，再將流量標(biāo)準(zhǔn)的4—20 MA、1～5VDC信號輸出到流量二次儀表或DCS。

2、組成

 　    插人式電磁流量計(jì)主要由傳感器、智能變送器和專用電纜組成。(1)傳感器由電極和勵(lì)磁線罔組成，其作用是根據(jù)導(dǎo)電介質(zhì)(流體)流過勵(lì)磁線圈的速度不同在電極上產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電勢(5—60 mV)。(2)智能變送器的作用是將傳感器的感應(yīng)電勢信號放大，再根據(jù)電勢流量數(shù)學(xué)模型和公式進(jìn)行計(jì)算，得出流量結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)流量信號。各種流量參數(shù)的調(diào)整和標(biāo)定參數(shù)的設(shè)置在智能變送器上進(jìn)行。(3)專用通訊電纜的作用是傳感器向智能變送器傳送毫伏電勢信號，智能變送器向勵(lì)磁線圈提供振蕩電壓。由于電勢信號是5—60 mV的弱信號，勵(lì)磁信號是高頻低幅值的振蕩信號，所以電纜要充分考慮屏蔽性和抗干擾性。電纜的長度和截面積成正比，和介質(zhì)的電導(dǎo)成正比，導(dǎo)電特性越強(qiáng)傳送距離越遠(yuǎn)，一般傳送距離為20一500 m。

 　    流體在方向、管徑以及閥門開度變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生渦流和流場畸變，這樣會(huì)對傳感器電極的測量產(chǎn)生影響，從而影響儀表的精度。所以要盡可能地離開彎管、手閥、調(diào)節(jié)閥等部件一定距離，直管段的具體要求見表l。表中，D表示管道通徑，L表示傳感器到閥門或彎頭等部件的距離。

3．2保證流體與傳感器磁場的垂直度

  　   在管道開孔安裝取壓短管時(shí)，焊接取壓短管應(yīng)注意垂直方向，要求焊接后短管軸線與管道軸線夾角為90。，且法蘭短管連接的延長線垂直通過管道橫截面的圓心，這樣能保證流體與磁場垂直，見圖1。

3．3盡量避免干擾源

  　   為了保障測量精度，傳感器應(yīng)避免在容易產(chǎn)生真空、氣體、渦流等地方安裝。傳感器與智能變送器之間的通訊電纜要避開電動(dòng)機(jī)等強(qiáng)電設(shè)備。建議安裝在圖2一圖5所示位置。

   　  傳感器輸出信號的接地點(diǎn)應(yīng)與被測介質(zhì)電氣連接。當(dāng)流體切割磁力線產(chǎn)生流量信號時(shí)，以流體本身轉(zhuǎn)0電位，一個(gè)電極上產(chǎn)生正電勢，另一個(gè)電極上產(chǎn)生負(fù)電勢，不斷交替變化。因此，轉(zhuǎn)換器輸入端中點(diǎn)(信號電纜屏蔽層)必須與流體共處于0電位且導(dǎo)通，這樣才能構(gòu)成對稱的輸入回路。轉(zhuǎn)換器的輸入端中點(diǎn)通過傳感器輸出信號的接地點(diǎn)與被測流體電氣連通。由于傳感器的輸出信號很小，只有幾毫伏，為了提高儀表抗干擾能力，輸入回路中的0電位必須接地。由于一般金屬管道都與大地連通，流動(dòng)介質(zhì)通過金屬管道與大地電氣連接，所以并不要求電磁流量計(jì)單獨(dú)設(shè)置接地裝置，尤其是小口徑電磁流量傳感器。如果是非金屬管道，就一定要和單獨(dú)的接地線連接。

  　    由于流體在管道中的層流現(xiàn)象，靠近管壁的流體流速較慢，靠近管道中心的流體流速較快，根據(jù)計(jì)算管道的D／8處接近流體的平均速度。安裝時(shí)要計(jì)算管道的壁厚和法蘭管嘴的長度，確保傳感器的電極插深在D／8位置。不過也不是所有的插入式流量計(jì)傳感器都安裝在管道的D／8位置，也有少數(shù)安裝在管道的D／2位置，安裝前一定要認(rèn)真研究安裝說明。

 

結(jié)束語 

   　   插入式電磁流量計(jì)比較適合大口徑管道安裝。犯50 mm以上的管道上應(yīng)用插入式電磁流量計(jì)比法蘭式電磁流量計(jì)性價(jià)比好，且管徑越大性價(jià)比越明顯。其顯著的特點(diǎn)就是能帶壓安裝，管壁的厚薄對其基本沒有影響，但是其安裝技術(shù)比較復(fù)雜，如果安裝不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)在不允許停工和較大口徑管道上安裝插入式電磁流量計(jì)應(yīng)該是一種經(jīng)濟(jì)可行的選擇。