防爆電磁流量計(jì)概述
電磁流量計(jì)是目前功能最多，性能流量儀表，在液體測量方面應(yīng)用廣泛，可長期穩(wěn)定工作在各種環(huán)境惡歷的現(xiàn)場。除了初始化程序和主程序之外，軟件系統(tǒng)還包括中斷服務(wù)程序。其中，定時(shí)器中斷服務(wù)程序主要用來產(chǎn)生控制模擬開關(guān)通斷的時(shí)序、測量時(shí)段A/D轉(zhuǎn)換的開始點(diǎn)以及整個(gè)控制.測量周期的長短;A/D中斷服務(wù)程序負(fù)責(zé)控制A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的保存、通道的選擇以及轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)與終止。想要正確用好這種產(chǎn)品，需要我們花時(shí)間再學(xué)習(xí)它的原理，了解它的性能，掌握正確維護(hù)它。
防爆電磁流量計(jì)主要結(jié)構(gòu)
電磁流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成(如下圖所示)。
傳感器主要由測量管、電極、勵(lì)磁線圈、絕緣襯里、殼體等部分組成。
防爆電磁流量計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)如下
1)電磁流量計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)簡單，測量管內(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)行能耗的流量儀表之一。
2)可測量贓污介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量。這是由于儀表測量管內(nèi)部*流動(dòng)部件，與被測流體接觸的只是測量管內(nèi)襯和電極，其材料可根據(jù)被測流體的性質(zhì)來選擇。例如，用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做內(nèi)襯，可測量各種酸、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)電磁流量計(jì)是一種體積流量測量儀表，在測量過程中，它不受被測介質(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，就可心用來測量其它導(dǎo)電性液體的流量。
4)電磁流量計(jì)的輸出只與被測介質(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)無關(guān)。所以防爆電磁流量計(jì)的量程范圍極寬，其測量范圍度可達(dá)100:1，有的甚至達(dá)1000:1的可運(yùn)行流量范圍。
5)無機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測量瞬時(shí)脈動(dòng)流量，也可測量正反兩個(gè)方向的流量。
6)工業(yè)用電磁流量計(jì)的口徑范圍極寬，從幾個(gè)毫米一直到幾米，而且國內(nèi)已有口徑達(dá)3m的實(shí)流校驗(yàn)設(shè)備，為防爆電磁流量計(jì)的應(yīng)用和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
電磁流量計(jì)目前仍然存在的主要不足如下。
1)不能用來測量氣體、蒸汽以及含有大量氣體的液體。
2)不能用來測量電導(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)還無能為力。
3)普通工業(yè)用電磁流量計(jì)由于測量管內(nèi)襯材料和電氣絕緣材料的限制，不能用于測量高溫介質(zhì);如未經(jīng)特殊處理，也不能用于低溫介質(zhì)的測量，以防止測量管外結(jié)露(結(jié)霜)破壞絕緣。
4)易受外界電磁干擾的影響。
污水型電磁流量計(jì)/Φ100mm | 
自流型電磁流量計(jì)/Φ100mm | 
防腐型電磁流量計(jì)/Φ150mm |
優(yōu)點(diǎn):
1、雜物、纖維不影響測量
2、四氟耐腐蝕內(nèi)襯
3、抗菌防粘型電極
4、正反計(jì)量累計(jì)流量
5、智能自我疹斷功能 | 優(yōu)點(diǎn):
1、磁場強(qiáng)度增加5倍
2、擅長測量超低流速流量
3、輸入阻抗高達(dá)15兆歐姆
4、內(nèi)置大型磁鋼
5、大電流勵(lì)磁 | 優(yōu)點(diǎn):
1、四電極機(jī)構(gòu)安全接地
2、哈氏C合金電極
3、四氟內(nèi)襯耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿
4、不銹鋼外殼延長壽命
5、密度換算功能，輕易算質(zhì)量 |
潛水型電磁流量計(jì)/Φ200mm | 
高溫型電磁流量計(jì)/Φ300mm | 
小口徑電磁流量計(jì)/Φ10mm |
優(yōu)點(diǎn):
1、桔紅潛水漆包用10年
2、防護(hù)等級(jí):IP68
3、全密封灌膠工藝,點(diǎn)滴不漏 | 優(yōu)點(diǎn):
1、耐高溫達(dá)200度
2、選用高溫漆包線圈
3、采用網(wǎng)骨架內(nèi)襯 | 優(yōu)點(diǎn):
1、最小流量可測到20.0L/h
2、耐高壓的外插式電極
3、反應(yīng)靈敏,零點(diǎn)穩(wěn)定 |
防爆電磁流量計(jì)特點(diǎn)
1、適用于各種導(dǎo)電液體的流量測量，如自來水、污水、泥漿、紙漿、各類飲料、化學(xué)原料、 粘稠液體和懸浮液。
2、測量結(jié)果不受溫度、壓力、密度、電導(dǎo)率等介質(zhì)物理特性和工況條件的影響，其輸出信號(hào)與被測流體的體積流量成正比。
3、強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)磨損性介質(zhì)具有良好的適應(yīng)性。
4、具有優(yōu)異的量程比，在低流速或流量變化幅度較大的應(yīng)用領(lǐng)域(如自來水行業(yè))具有良好的適用性。
5、具有正/反雙向流量測量功能。
防爆電磁流量計(jì)工作原理
電磁流量計(jì)的基本測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，如圖所示。流量計(jì)的測量管是由內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管制作，兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上，其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙向方波脈沖勵(lì)磁時(shí)，將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生磁通量密度為B的工作磁場，此時(shí)，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管，將切割磁力線，并感應(yīng)出電動(dòng)勢E。電動(dòng)勢E正比于磁通量密度B，測量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動(dòng)勢E(流量信號(hào))由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將流量信號(hào)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(hào)，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。
其原理公式為:
E=KBDV
式中:
E -------- 為電極間的信號(hào)電壓(v)
B -------- 磁通密度(T)
D -------- 測量管內(nèi)徑(m)
V -------- 平均流速(m/s)
K -------- 儀表系數(shù)
式中k, D為常數(shù)，由于勵(lì)磁電流是恒流，故B也是常數(shù)，則由E=KBdV可知，體積流量Q與信號(hào)電壓E成正比，即流速感應(yīng)的信號(hào)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=KBDV可知，被測流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導(dǎo)率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會(huì)影響測量結(jié)果。至于流動(dòng)狀態(tài)只要符合軸對(duì)稱流動(dòng)(如層流或者紊流)就不會(huì)影響測量結(jié)果。因此說電磁流量計(jì)是一種真正的體積流量計(jì)。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)，是其他任何流量計(jì)所沒有的。測量管內(nèi)無活動(dòng)及阻流部件，因此幾乎沒有壓力損失，并且有*的可靠性。
防爆電磁流量計(jì)技術(shù)參數(shù)
| 適用管徑 | DN25~DN2600(DN25以下為非標(biāo)) (執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):JB/T9248-1999) |
| 電極材料 | 316L(不銹鋼)、HC(哈氏C)、HB(哈氏B)、Ti(鈦)、Ta(鉭) |
| 適用介質(zhì) | 導(dǎo)電率>5us/cm的液體 |
| 測量范圍 | 0.1~10m/s(可擴(kuò)展到15m/s) |
| 量程上限 | 0.5~10m/s,推薦1~5m/s |
| 精度等級(jí) | 0.3級(jí)、0.5級(jí)、1.0級(jí)(隨口徑區(qū)分) |
| 輸出信號(hào) | 4~20mADC,負(fù)載≤750Ω;0~3KHz,5V有源，可變脈寬，有效頻率輸出:RS485接口 |
| 工作壓力 | 1.0MPa,1.6MPa,4.0MPa,16MPa(特殊) |
| 流體溫度 | -20℃~80℃,80℃~130℃，130℃~180℃ 參考襯里材質(zhì) |
| 環(huán)境溫度 | 傳感器-40℃~80℃;轉(zhuǎn)換器-15℃~50℃ |
| 環(huán)境溫度 | ≤85%RH(20℃時(shí)) |
| 電纜出口尺寸 | M20×1.5 |
| 供電電源 | 220VAC±10%;50Hz±1Hz;24VDC±10% |
| 功 耗 | ≤8W |
| 外殼防護(hù)等級(jí) | 一體式:IP65分體式:傳感器IP68轉(zhuǎn)換器IP65 |
| 接地環(huán)材質(zhì) | 1Cr18Ni9Ti(不銹鋼)、HC(哈氏C)、Ti(鈦)、Ta(鉭)、Cu(銅) |
| 連接法蘭 | 國標(biāo)GB9119-88(DIN2051,BS4504) |
防爆電磁流量計(jì)電極、接地環(huán)材料的選擇
應(yīng)根據(jù)被測流體的腐蝕性來選擇電極的材料，請查有關(guān)腐蝕手冊，對(duì)于特殊流體應(yīng)作試驗(yàn)。
| 材 料 | 耐 腐 蝕 性 能 |
含鉬不銹鋼
(OCr18Ni12Mo2Ti) | 硝酸、溫室下＜5%硫酸、沸騰的磷酸、蟻酸、堿溶液、在一定壓力下的亞硫酸、海水、醋酸 |
哈氏合金C
哈氏合金B(yǎng)
(HC HB) | 耐氧化性酸、氧化性鹽、耐海水、耐非氧化性酸、非氧化性鹽、堿、常溫硫酸 |
| 鈦(Ti) | 海水、各種氯化物和次氯酸鹽、氯化性酸(包括發(fā)煙硝酸)、有機(jī)酸、堿 |
| 鉭(Ta) | 除氫氟酸、發(fā)煙硫酸、堿外的其余化學(xué)介質(zhì)、包括沸點(diǎn)的鹽酸。硝酸和＜175oC硫酸 |
| 鉑(Pt) | 各種酸、堿、鹽不包括王水 |
防爆電磁流量計(jì)內(nèi)襯材料的選擇
如電極一樣，對(duì)于不同的介質(zhì)，由于其腐蝕性、溫度、磨損性不同，所以要有針對(duì)性的選擇內(nèi)襯材料，下表是常用襯里材料的性能及其適用范圍
| 內(nèi)襯材料 | 主要性能 | 適用范圍 |
| 聚四氟乙烯(PTFE) | 它是塑料中化學(xué)性能的一種材料，能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水，也能耐濃堿和有機(jī)溶劑 耐磨性和粘結(jié)性差 | -40℃-+180℃> 酸、堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì) 衛(wèi)生類介質(zhì) |
| 氯丁橡膠 | 有的彈性，高強(qiáng)的扯斷力，耐磨性能好 耐一般低濃度酸、堿、鹽介質(zhì)的腐蝕，不耐氧化性介質(zhì)的腐蝕 | 1.小于80℃
2.測一般水、污水、泥漿、礦漿 |
| 聚氨酯橡膠 | 有的耐磨性能(相當(dāng)于天然橡膠的十倍) 耐酸、堿性能差 不能用于混有有機(jī)溶劑的水 | 1.小于70℃
2.中型強(qiáng)磨損的礦漿、煤漿、泥漿 |
| 耐酸橡膠(硬橡膠) | 可耐常溫下的鹽酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀。 忌強(qiáng)氧化劑。 | 1.小于25℃-+90℃
2.一般的酸、堿、鹽溶液 |
| 合成橡膠 | 密封性好 良好的耐磨性，高度的扯斷力 | 小于80℃ 一般水、污水、泥漿 |
防爆電磁流量計(jì)參考流量范圍
防爆電磁流量計(jì)型譜
| 型號(hào) | 傳感器類型/口徑 |
| KM-LDE | 管道式傳感器DN10~2600mm |
| KM-LCD | 插入式傳感器DN150~2600mm |
| | 代號(hào) | 電極材料 |
| K1 | 316L |
| K2 | HB |
| K3 | HC |
| K4 | 鈦 |
| K5 | 鉭 |
| K6 | 鉑合金 |
| K7 | 不銹鋼涂覆碳化鎢 |
| | 代號(hào) | 內(nèi)襯材料 |
| C1 | 聚四氟乙烯F4 |
| C2 | 聚全氟乙丙烯F46 |
| C3 | 聚氟合乙烯FS |
| C4 | 聚錄丁橡膠 |
| C5 | 聚氨脂橡膠 |
| | 代號(hào) | 功能 |
| E2 | 0.5級(jí) |
| E3 | 1級(jí) |
| F1 | 4-20mA |
| F2 | 脈沖輸出 |
| F3 | RS485接口 |
| T1 | 常溫型 |
| T2 | 高溫型 |
| P1 | 0.6MPa |
| P2 | 1.0MPa |
| P3 | 1.6MPa |
| P4 | 4.0MPa |
| D1 | 220VAC±10% |
| D2 | 24VDC±10% |
| J1 | 一體型結(jié)構(gòu) |
| J2 | 分體型結(jié)構(gòu) |
| J3 | 防爆一體型結(jié)構(gòu) |
防爆電磁流量計(jì)選型
正確地選用電磁流量計(jì)是保證用好電磁流量計(jì)的前提條件。選用什么種類的電磁流量計(jì)應(yīng)根據(jù)被測流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來決定，使電磁流量計(jì)的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等，都能適應(yīng)被測流體的性質(zhì)和流量的要求。
防爆電磁流量計(jì)可測量的流體常見介質(zhì)電導(dǎo)率表
| 液 體 | 電導(dǎo)率(μs/cm) |
| 各 種 酸 | 10×104~801×104 |
| 堿 液 | 8×104 ~30×104 |
| 蒸 餾 水 | 0.01~5 |
| 水及飲料 | 200~800 |
| 啤 酒 | 600~800 |
| 麥 芽 汁 | 500~1000 |
| 牛 奶 | 200~300 |
| 水 果 醬 | 400~1000 |
由電磁流量計(jì)的工作原理可知，能選用電磁流量計(jì)測量流量的流體必須是導(dǎo)電的，嚴(yán)格的說，除了高溫流體之外，只要電導(dǎo)率大于5μ/cm的任何流體都可以選用相應(yīng)的電磁流量計(jì)來測量流量，因此不導(dǎo)電的氣體、蒸汽、油類、丙酮等物質(zhì)不能選用電磁流量計(jì)來測量流量。
傳感器口徑的確定
流量計(jì)使用流速在0.1~15m/s范圍內(nèi)，此時(shí)流量計(jì)口徑可選擇與用戶管道口徑一致。當(dāng)流速低于0.1m/s時(shí)，應(yīng)采用縮管方式提高流速。
防爆電磁流量計(jì)一體型或分離型的選擇
一體型:現(xiàn)場環(huán)境較好的情況下，一般都選用一體型，即傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝成一體。
分離型:即傳感器和轉(zhuǎn)換器分開裝于不同的地點(diǎn)，一般出現(xiàn)以下情況時(shí)選用分離型:
⑴ 環(huán)境溫度或流量計(jì)轉(zhuǎn)換器表面受輻射溫度超過60oC.
⑵ 管道震動(dòng)較大的場合。
⑶ 會(huì)對(duì)傳感器的鋁殼嚴(yán)重腐蝕的場合。
⑷ 現(xiàn)場溫度較高或有腐蝕性氣體的場合。
⑸ 流量計(jì)裝在高空或井下等調(diào)試不方便的場合。
訂貨時(shí)應(yīng)注明傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的距離，一般不能超過100m,轉(zhuǎn)換器為墻掛式安裝。
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