分體式電磁流量計(jì)
一、儀表概述：
分體型電磁流量計(jì)是電磁流量計(jì)普遍應(yīng)用的形式，傳感器接入管道，轉(zhuǎn)換器裝在儀表室或人們易于接近的傳感器附近，相距數(shù)十到數(shù)百米。為防止外界噪聲侵入，信號(hào)電纜通常采用雙芯屏蔽線。測(cè)量電導(dǎo)率較低液體而相聚超過(guò)30m時(shí)，為防止電纜部分電容造成信號(hào)衰減，內(nèi)層屏蔽也有要求接上與芯線同電位低阻抗源的屏蔽驅(qū)動(dòng)。分體流量轉(zhuǎn)換器可遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境，電子部件檢查、調(diào)整和參數(shù)設(shè)定就比較方便。
二、測(cè)量原理：
分體型電磁流量計(jì)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，在與測(cè)量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管軸線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此感應(yīng)電勢(shì)由兩個(gè)檢測(cè)電極檢出，數(shù)值大小與流量成正比例，其值為：E=KBVD式中：
E－感應(yīng)電勢(shì)；
K－與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)；
B－磁感應(yīng)強(qiáng)度；
V－導(dǎo)電液體平均流速；
D－電極間距；（測(cè)量管內(nèi)直徑）
傳感器將感應(yīng)電勢(shì)E作為流量信號(hào)，傳送到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)放大，變換濾波用一系列的數(shù)字處理后，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4～20mA輸出，報(bào)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。
三、適用場(chǎng)合：
電磁流量計(jì)主要用于測(cè)量封閉管道中的導(dǎo)電液體和漿液中的體積流量。如水、污水、泥漿、紙漿、各種酸、堿、鹽溶液、食品漿液等，**應(yīng)用于石油、化工、冶金、紡織、食品、制藥、造紙等行業(yè)以及環(huán)保、市政管理，水利建設(shè)等領(lǐng)域。
四、流量計(jì)結(jié)構(gòu)形式：
1、傳感器：
傳感器主要由測(cè)量導(dǎo)管、測(cè)量電極、勵(lì)磁線圈、鐵芯、磁軛和殼體組成。
a、測(cè)量導(dǎo)管：由不銹鋼導(dǎo)管、襯里和連接法蘭組合而成，為被測(cè)液體現(xiàn)場(chǎng)工況測(cè)量的載體。
b、測(cè)量電極：安裝在測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)側(cè)壁，與軸流方向垂直，使測(cè)量液體產(chǎn)生信號(hào)的一對(duì)電極。
c、勵(lì)磁線圈：在測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)的上下兩個(gè)勵(lì)磁線圈。
d、鐵芯和磁軛：將勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)入液體，并構(gòu)成磁回路。
e、殼 體：儀表外包裝。
2、轉(zhuǎn)換器：即為智能二次表，其將流量信號(hào)放大處理,單片機(jī)運(yùn)算后，可顯示流量、累計(jì)量，并能輸出脈沖、模擬電流等信號(hào)，用于流體流量的計(jì)量或控制。
3、產(chǎn)品組裝形式：其分為一體型和分體型兩種形式。
a、一體型：傳感器和轉(zhuǎn)換器一體安裝。
b、分體型：傳感器和轉(zhuǎn)化器分離安裝，通過(guò)連接電纜形成流量計(jì)量系統(tǒng)。
c、為適應(yīng)不同介質(zhì)測(cè)量的要求，傳感器的襯里和電極材料可以有多種選擇。
五、性能特點(diǎn)：
1、流量的測(cè)量不受流體的密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系，因此測(cè)量精度高。
2、測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長(zhǎng)。
3、由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿磁場(chǎng)的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長(zhǎng)度為5倍的管道直徑。
4、傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測(cè)液體接觸，只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料，即可耐腐蝕和耐磨損。
5、LD轉(zhuǎn)換器采用**的單片機(jī)（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零點(diǎn)穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)定方便。點(diǎn)擊中文顯示LCD，顯示累積流量、瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等。
6、測(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)正向流量、反向流量。采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質(zhì)材料，確保產(chǎn)品的性能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。
7、電磁流量計(jì)適用測(cè)量封閉管道中導(dǎo)電液體和漿液的體積流量,如潔凈水、污水、各種酸堿鹽溶液、泥漿、礦漿、紙漿以及食品方面的液體等。
六、技術(shù)指標(biāo)：
1、儀表精度：管道式0.5級(jí)、1.0級(jí)；插入式2.5級(jí)。
2、測(cè)量介質(zhì)：電導(dǎo)率大于5μS/cm的各種液體和液固兩相流體。
3、流速范圍：0.2～8m/s。
4、工作壓力：1.6MPa。
5、環(huán)境溫度：-40℃～+50℃。
6、介質(zhì)溫度：聚四氟乙烯襯里≤180℃；橡膠材質(zhì)襯里≤65℃。
7、防爆標(biāo)志：ExmibdⅡBT4。
8、防爆證號(hào)：GYB01349。
9、外磁干擾：≤400A/m。
10、外殼防護(hù)：一體化型： IP65。
分 離 型： 傳感器IP68（水下5米，僅限于橡膠襯里）轉(zhuǎn)換器IP65。
11、輸出信號(hào)：4～20mA.DC，負(fù)載電阻0～750Ω。
12、通訊輸出：RS485或CAN總線。
13、電氣連接：M20×1.5內(nèi)螺紋，φ10電纜孔。
14、電源電壓：90～220V.AC、24±10%V.DC。
15、zui大功耗：≤10VA。
七、主要優(yōu)缺點(diǎn)如下：
1、傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量管內(nèi)沒有可動(dòng)部件，也沒有任何阻礙流體流動(dòng)的節(jié)流部件。所以當(dāng)流體通過(guò)流量計(jì)時(shí)不會(huì)引起任何附加的壓力損失，是流量計(jì)中運(yùn)行能耗zui低的流量?jī)x表之一。
2、可測(cè)量贓污介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量。這是由于儀表測(cè)量管內(nèi)部無(wú)阻礙流動(dòng)部件，與被測(cè)流體接觸的只是測(cè)量管內(nèi)襯和電極，其材料可根據(jù)被測(cè)流體的性質(zhì)來(lái)選擇。例如，用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做內(nèi)襯，可測(cè)量各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)；采用耐磨橡膠做內(nèi)襯，就特別適合于測(cè)量帶有固體顆粒的、磨損較大的礦漿、水泥漿等液固兩相流以及各種帶纖維液體和紙漿等懸濁液體。
3、是一種體積流量測(cè)量?jī)x表，在測(cè)量過(guò)程中，它不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、粘度、密度以電導(dǎo)率（在一定范圍）的影響。因此，電磁流量計(jì)只需經(jīng)水標(biāo)定后，就可心用來(lái)測(cè)量其它導(dǎo)電性液體的流量。
4、輸出只與被測(cè)介質(zhì)的平均流速成正比，而與對(duì)稱分布下的流動(dòng)狀態(tài)（層流或湍流）無(wú)關(guān)。所以電磁流量計(jì)的量程范圍極寬，其測(cè)量范圍度可達(dá)100：1，有的甚至達(dá)1000：1的可運(yùn)行流量范圍。
5、無(wú)機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量，也可測(cè)量正反兩個(gè)方向的流量。
6、口徑范圍極寬，從幾個(gè)毫米一直到幾米，而且國(guó)內(nèi)已有口徑達(dá)3m的實(shí)流校驗(yàn)設(shè)備，為電磁流量計(jì)的應(yīng)用和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
目前仍然存在的主要不足如下：
1、不能用來(lái)測(cè)量氣體、蒸汽以及含有大量氣體的液體。
2、不能用來(lái)測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體介質(zhì)，如對(duì)石油制品或有機(jī)溶劑等介質(zhì)，目前電磁流量計(jì)還無(wú)能為力。
3、普通工業(yè)用電磁流量計(jì)由于測(cè)量管內(nèi)襯材料和電氣絕緣材料的限制，不能用于測(cè)量高溫介質(zhì)；如未經(jīng)特殊處理，也不能用于低溫介質(zhì)的測(cè)量，以防止測(cè)量管外結(jié)露（結(jié)霜）破壞絕緣。
4、電磁流量計(jì)易受外界電磁干擾的影響。
八、安裝環(huán)境的選擇：
為了使變送器工作穩(wěn)定，在選擇安裝環(huán)境時(shí)應(yīng)注意以下幾方面的要求：
1、盡量避免鐵磁性物體及具體強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備（如大電機(jī)、大變壓器的等），以免磁場(chǎng)影響傳感器的工作磁場(chǎng)和流量信息。
2、應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處，不宜在潮濕，易積水的地方安裝。
3、應(yīng)盡量避免日曬雨淋，避免環(huán)境溫度高于45℃及相對(duì)濕度大于95.9%。
4、選擇便于維修，活動(dòng)方便的地方。
5、流量計(jì)應(yīng)安裝在水泵后端，決不能在抽吸側(cè)安裝；閥么應(yīng)安裝在流量計(jì)下游側(cè)。
九、故障排除：
分體式磁流量計(jì)在運(yùn)行中會(huì)由于各種故障的發(fā)生會(huì)造成測(cè)量不準(zhǔn)的現(xiàn)象，一般在運(yùn)行中電磁流量計(jì)產(chǎn)生的故障大概可分為兩類。一類為流量計(jì)本身故障，元器件損壞引發(fā)的故障；一類為外界條件的改變引起的故障，例如輸出不穩(wěn)定、流動(dòng)無(wú)數(shù)次、誤差過(guò)大等。下面介紹幾種簡(jiǎn)單的故障排除辦法：
a、輸出不穩(wěn)定：1.流場(chǎng)不穩(wěn)；2.通過(guò)傳感器的液體中含有氣體、大固體塊；3.電氣連接虛接；4.接地不良；5.電極滲漏 解決方法：1.改造管道、或增加安裝假傳感器；2.正?，F(xiàn)象；3.檢查接線，接好線；4.接好地線；5.修理傳感器。
b、液體流動(dòng)無(wú)輸出：1.與轉(zhuǎn)換器之間的信號(hào)傳輸電纜兩芯線接反；2.電源未接或接觸不良；3.傳感器儀表管道、外殼、端面有滲漏。解決辦法：1.倒線頭；2.接好電源、保持接觸良好；3.修理傳感器。
c、液體不流動(dòng)有輸出：1.與轉(zhuǎn)換器之間信號(hào)傳輸電纜連接有斷路；2.信號(hào)電纜到電極連接斷路；3.電極表面沾污或沉積絕緣層；4.接地不良或斷路。 解決方法：1.接好電纜線；2.打開傳感器、重新接上；3.擦洗電極表面；4.接好地線。
d、誤差過(guò)大：1.零點(diǎn)過(guò)高；2.未完全充滿液體；3.供電電源畸變過(guò)大；4.接地不良。 解決方法：1.重新調(diào)整零點(diǎn)；2.改善管道條件，傳感器始終充滿液體；3.改善供電電源條件，符合正常工作條件；4.接好地線。
十、安裝注意事項(xiàng)：
1、分體式電磁流量計(jì)的傳感器應(yīng)垂直安裝，并且流體自下而上流動(dòng)，以滿足固、液兩項(xiàng)處于混合的狀態(tài)。原因是如介質(zhì)中有固體物（泥沙、小石子顆粒等）容易發(fā)生沉淀的情況。另外管路中有魚和雜草的情況魚在管路中的游動(dòng)，會(huì)造成流量計(jì)輸出的來(lái)回?cái)[動(dòng)；掛在電極附近的雜草的來(lái)回?cái)[動(dòng)也會(huì)引起流量計(jì)的輸出不穩(wěn)定。在流量計(jì)上游入口處設(shè)置金屬濾網(wǎng)擋住魚和雜草進(jìn)入測(cè)量管內(nèi)。
2、分體式電磁流量計(jì)防止負(fù)壓的管路設(shè)置操作不當(dāng)將引起傳感器內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。當(dāng)同時(shí)關(guān)閉流量計(jì)上、下游的閥門，若流體的溫度高于氣溫．冷卻后收縮，使管內(nèi)壓力有形成負(fù)壓的危險(xiǎn)。負(fù)壓造成襯里與金屬導(dǎo)管剝離，引起電極泄漏。
3、在分體式電磁流量計(jì)附近加負(fù)壓防止閥，打開閥門接通大氣壓，以防止在傳感器內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。分體式電磁流量計(jì)下游接有垂直管道時(shí)，若用流量傳感器上游閥門來(lái)關(guān)閉或調(diào)節(jié)流量，傳感器測(cè)量管內(nèi)將形成負(fù)壓。為了防止負(fù)壓，需加背壓或使用下游閥門來(lái)調(diào)節(jié)和關(guān)閉流量。
4、分體式電磁流量計(jì)適當(dāng)?shù)木S護(hù)空間，大口徑流量計(jì)往往安裝在儀表井內(nèi)，為了管道安裝、接線、檢查和維護(hù)的方便，需要留有適當(dāng)?shù)目臻g。為了觀測(cè)、接線和維護(hù)的方便，儀表安裝應(yīng)距地面有一定的高度，以便于清洗、安裝。
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