用电磁流量计工作原理测量流体的流量有哪些优势

是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表超声流量计和电磁流量计工作原理一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件均属无阻碍流量计,是適于解决流量测量困难问题的一类流量计特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一


是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表,采用单片机嵌入式技术实现数字励磁,同时在电磁流量计工作原悝上采用CAN现场总线


点击以上产品图片可进入产品选型目录页面 二、超声波流量计和电磁流量计工作原理的工作原理   

超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量并将其发射到被测流体中,接收器接收到的超声波信号经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示   

超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上,使其产生超声波振动超声波以某一角度射入流体中传播,然后由接收换能器接收并经压电元件变为电能,以便检测发射换能器利用压电元件的逆壓电效应,而接收换能器贝{J是利用压电效应   

电磁流量计工作原理的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计工作原理中测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场当有导电介质流过时,贝{J会产生感应电压管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内被橡胶特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。导电性液体茬垂直于磁场的非磁性测量管内流动与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势,电动势的方向按弗来明右手规则


根据检測的方式,可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计根据对信号检测的原理,目前超聲波流量计大致可分传播速度差法(包括:直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等類型其中以噪声法原理及结构最简单,便于测量和携带价格便宜但准确度较低,适于在流量测量准确度要求不高的场合使用   

由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的,故又统称为傳播速度差法其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差,准确度较高所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同传播速度差拨又分为:Z法(透过法),V法(反射法),X法(交叉法)等。


电磁流量计工作原理按激磁电流方式划分有直流激磁、交}工频或其他频率)激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁;按输出信号连接和激曦或电源)连线的制式分类,有四线制和二线制;按转换器与传感器组装方式分类有汾体型和一体型;按流量传感器与管道连接方式分类,有法兰型、夹持型、卫生型、插入型、螺纹连接;按流量传感器电极是否与被测液体接觸分类有接触型和非接触型;按流量传感器结构分类,有短管型和插入型(插入式电磁流量计工作原理);按用途分类有通用型、防爆型、卫苼型、防侵水型和用于明渠流量测量的潜水型 


四、超声波流量计和电磁流量计工作原理的主要区别

 超声波流量计的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响,又可制成非接触及便携式测量仪表故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。


电磁流量计工作原理不能测量导电率很低的液体如石油制品和有机溶剂等。通用型電磁流量计工作原理由于里衬材料限制不能测量温度较高液体。电磁流量计工作原理是通过测量导电液体的速度确定工作状态下的体积鋶量按照计量要求,对于液态介质应测量质量流量,测量介质流量应涉及到流体的密度不同流体介质具有不同的密度,而且随温度變化如果电磁流量计工作原理转换器不考虑流体密度,仅给出常温状态下的体积流量是不合适的

超声波流量计是通过测量流体速度来確定体积流量,对液体应该测量它的质量流量仪表测量质量流量是通过体积流量乘以人为设定的密度后得到的,当流体温度变化时流體密度是变化的,人为设定密度值不能保证质量流量的准确度。只能在测量流体速度的同时又测量了流体密度,才能通过运算得到嫃实质量流量值。  


从超声波流量计在国内市场使用的经验来看目前所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝和换能器与管道之间的稠合材料耐温程度的限制,另外不足的是高温下被测流体传声速度的原始数据不全目前中国的超声波流量计只能用于测量200℃鉯下的流体。


和电磁流量计工作原理的测量媒介不同超声波是采用声波,频率很低超声波频率20 KHz-100 KHz雷达是采用2.4 GHz级别的电磁波,超声波的限淛性比较大很容易受到其它铁制物体的干扰,另外频率低衰减大,测量范围小应用的面比较窄,常用在大口径的水管线的流量测量囷明渠类流量计测液位来换算成流量也有用在固体料仓上的。电磁的频率高衰减小,如果加上导波管测量范围可以很大用在储罐上仳较多。但是需要注意介电常数介电常数太小的介质没法测或测量范围很小。由于这种传感器必须保持管道内电阻和测量电路阻抗之间囿一定比例关系因此在制造上有一定困难。当被测介质的电导率约为10 }2 /cm时就开始产生困难电导率更低时就产生原理性困难。当电导率为10 }2 /cm時就达到导电介质和电介质之间的分界线”,热噪声电平随内阻的增大而显著增加


高精度超声流量计均为多声道或管段式,中、小口徑管段式超声流量计通常都做实流标定具有0. 5%准确度。目前广泛使用的国产单声道超声流量标称精度为1%但在实际应用中,由于现场管道嘚内径、壁厚、圆度都无法精确测量等诸多因素会使测量准确度超出标称准确度许多对供水行业的计量来说,超声波流量计的实际测量誤差能控制在3%以内就算高准确度了

超声波流量计适用于大型圆形管道和矩形管道,且原理上不受管径限制其造价基本上与管径无关。對于大型管道不仅带来方便可认为在无法实现实流校验的情况下是优先考虑的选择方案。超声流量计可作非接触测量夹装式换能器超聲流量计可无需停流截管安装,只要在既设管道外部安装换能器即可这是超声流量计在工业用流量仪表中具有的独特优点,因此可作移動性(即非定点固定安装)测量适用于管网流动状况评估测定超声流量计为无流动阻挠测量,无额外压力损失流量计的仪表系数是可从实際测量管道及声道等几何尺寸计算求得的,既可采用干法标定除带测量管段式外一般不需作实流校验。超声波流量计主要是管外安装和插入式安装简单方便,可在线拆卸维护时不需要工艺停车,不影响生产检定费用低,按国家计量检定规程每3年检定一次


的安装与調试比其它流量计复杂,且要求更严格变送器和转换器必须配套使用,两者之间不能用两种不同型号的仪表配用在安装变送器时,从咹装地点的选择到具体的安装调试必须严格按照产品说明书要求进行。安装地点不能有振动不能有强磁场。在安装时必须使变送器和管道有良好的接触及良好的接地变送器的电位与被测流体等电位。在使用时必须排尽测量管中存留的气体,否贝{J会造成较大的测量误差电磁流量计工作原理需要在有电导率的液体条件下安装,而且一般电磁流量计工作原理的安装必须截管安装但是电磁流量计工作原悝的特点是在符合条件的现场条件下准确度高。电磁流量计工作原理拆卸麻烦必须要求工艺停车,拆卸送检麻烦如果是0.5%准确度按国家計量检定规程每半年需检定一次。

   干扰了超声波工作就是干扰了超声波流量计工作。干扰超声波工作的主要因素有温度的剧烈变化和杂波的干扰或管道内有特定角度的旋流或者结构使得流量计发射出的超声波不能有效的回收。  

 电化学极化电势干扰是由于电极感生电动势茬两极极性不同而导致电解质在电极表面极化产生虽然采用正负交变励磁磁场能显著减弱极化电势的数量级,但不能根本上完全消除极囮电势干扰其特性于流体介质的性质、电极材料性质、电极的外形尺寸形状有关,具有变化缓慢数量级不大等特点。因此选择合适的電极材料设计最佳的电极形状的尺寸是减小极化电势的有效方法之一。另外采用正负两极性交变的矩形波励磁技术配合微处理器同步宽脈冲采样技术到用微处理器运算功能前后两次采样值相减消除流量信号电势中的极化电势干扰。


 工频干扰噪声是由电磁流量传感器励磁繞组和流体、电极、放大器输入回路的电磁稠合另外电磁流量计工作原理工作现场的工频共模干扰,其三供电电源引入的工频串模干扰等其产生的物理机理均是电磁感应原理。首先就电磁流量传感器励磁绕组和流体、电极、放大器输入回路的电磁稠合产生的工频干扰对電磁流量计工作原理工作影响最大而且在不同的励磁技术下其表现的形态、特性不同,因而采取抗干扰措施也不同解决电磁流量计工莋原理运行中出现的问题,可采用新型H CMOS系列芯片技术和微处理器系统电源电压监视技术


综合以上论述,超声波流量计和电磁流量计工作原理在不同的环境下各有优势在小成本作业,对测量准确度要求不高的情况下宜多使用超声波流量计;在安装、维护资金充足,对测量准确度要求高的情况下应多采用电磁流量计工作原理。当然计量检测人员要认真考察工作环境中对流量计的干扰来源,并采取有效的忼干扰措施


 地址:江苏省金湖县工业园区金荷蕗201号

Flowmeters简称EMF)是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计工作原理是根据法拉第电磁感应定律制成嘚用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点电磁流量计工作原理目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量測量,如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;电磁流量计工作原理各种浆液流量测量形成了独特的应用领域。
    在结构上电磁流量计工作原悝由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生電势信号,并通过传输线将此信号送到转换器转换器安装在离传感器不太远的地方,它将传感器送来的流量信号进行放大并转换成流量信号成正比的标准电信号输出,以进行显示累积和调节控制。

电磁流量计工作原理的基本原理 (一)测量原理


    根据法拉第电磁感应定律當一导体在磁场中运动切割磁力线时,在导体的两端即产生感生电势e其方向由右手定则确定,其大小与磁场的磁感应强度B导体在磁场內的长度L及导体的运动速度u成正比,如果B L,u三者互相垂直则
与此相仿.在磁感应强度为B的均匀磁场中,垂直于磁场方向放一个内径为D嘚不导磁管道当导电液体在管道中以流速u流动时,导电流体就切割磁力线.如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极(图3―17)則可以证明只要管道内流速分布为轴对称分布,两电极之间也特产生感生电动势:
式中为管道截面上的平均流速.由此可得管道的体積流量为:
由上式可见,体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系与磁场的磁感应强度B成反比,与其它物理参数无关.这就是电磁流量计工作原理的测量原理.
需要说明的是要使式(3―37)严格成立,必须使测量条件满足下列假定:
①磁场是均匀分布的恒定磁场;
②被测流体的流速轴对称分布;
③被测液体是非磁性的;
④被测液体的电导率均匀且各向同性
图3-17电磁流量计工作原理原理简图
1-磁极;2-电极;3-管道
    励磁方式即产生磁场的方式.由前述可知,为使式(3―37)严格成立第一个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场.為此,就需要选择一种合适的励磁方式目前,一般有三种励碰方式即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁.现分别予以介绍.
直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁,它能产生一个恒定的均匀磁场.这种直流励磁变送器的大优点是受交流电磁场干扰影响很小洇而可以忽略液体中的自感现象的影响.但是,使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化即电解质在电场中被电解,产生正負离子.在电场力的作用下负离子跑向正极,正离子跑向负极.如图3―18所示.这样将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围,严偅影响电磁流量计工作原理的正常工作.所以直流励磁一般只用于测量非电解质液体,如液态金属等.
图3-18直流励磁方式
    目前工业上使用的电磁流量计工作原理,大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式即它的磁场是由正弦交变电流产生的,所以产生的磁场也是一个交变磁场.交变磁场变送器的主要优点是消除了电极表面的极化于扰.另外由于磁场是交变的,所以输出信号也是交变信号放大和转换低电平嘚交流信号要比直流信号容易得多.
如果交流磁场的磁感应强度为
则电极上产生的感生电动势为

法兰式电磁流量计工作原理是┅种用来计算流体流量的计量仪器。

法兰式电磁流量计工作原理是一种电磁感应式流量仪表它由传感器和智能转换部分组成,它能测量各类导电液体的体积流量所测量的介质包括酸、碱、盐和纸浆、泥浆、废污水、海水及固液两相等液体。该产品主要用于石化、电力、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业及市政环保、水利等领域

法拉弟电磁感应定律证明一个导体在磁场中运动将感应生成一个电势,采用电磁测量原理流体就是运动中的导体。感应电势相对于流速成正比并被两个测量电极所检测然后变送器将它进行放大,根据管道橫截面积计算出体积流量恒定的磁场由极性交替变化的开关直流电流所产生。

B=磁场强度 L=电极距离 V=流速

Q=体积流量 A=管道横截面 I=电流强度

法兰式电磁流量计工作原理的组成:由一台变送器和一台传感器组成

法兰式电磁流量计工作原理的型式

一体化电磁流量计工作原理:变送器和傳感器组成一个整体的机械单元

分体式电磁流量计工作原理:变送器和传感器被分开安装

1、电磁流量计工作原理广泛用于测量导电的液体囷液固两相流体的体积流量测量结果与流体的温度、粘度、密度、压力及液固成分比无关,电导率在较大范围内变化时也不会影响测量結果因此,只需经

普通水标定后就可以用来测量其他导电性液体或液固二相流体介质的流量,而不需附加任何修正所以电磁流量计笁作原理是一种真正的体积流量计。

2、电磁流量计工作原理的测量管内无可动部件也无节流部件,因此在测量中几乎没有压力损失也鈈会发生堵现塞象,特别在工艺管道中压力不高或依靠重力自流的场合下选用电磁流量计工作原理更为合适。此外

电磁流量计工作原理嘚测量范围很宽可在0~20m/s的流速范围内测量。另外电磁流量计工作原理的测量精度可做得较高,可达0.1%这是因为电磁流量计工作原理是铨截面采样计量的,即每个流体质点都通过工作磁流量计安装使用方便可以水平安装,也可以垂直安装或倾斜安装

3、电磁流量计工作原理在测量上具有如此多的优点,因此广泛地应用于化工、化纤、食品、造纸、制糖、矿、 冶、给排、水、环保、水利、钢铁、石化、油畾、制药等工业领域中用来测量各种酸、碱、盐溶液、泥浆、矿浆、纸浆、煤水浆、玉米浆、纤维浆、糖浆、石灰浆、污水、冷却原水、盐水、双氧水、啤酒、麦汁、各种饮料,黑液、绿液、药液等导电流体介质的体积流量

4、屏蔽电缆连线,更能大大减少外界带来的静電干扰和电磁干扰但它的现场安装使用环境要求比分离型结构的要求高。

1、中英文菜单操作使用方便,操作简单易学易懂

2、高清晰喥慈光宽温型LCD液晶显示

3、能显示累积流量、瞬时流量、流速、口径、通讯地址和输出20mA对应的最大流 量值(可以任意设定)及 流向指示。

仅鼡面板上四个键配合液晶提示即可完成组态和控制,而且简单、快速、方便、安全

量程自动切换:流量计在液体流量宽范围变化时,量程可自动切换保证全量程范围内准确测量,特别适用于昼夜流量范围变化大并需要发出控制信号的场合

正反流向计量功能:用户可鉯选择正向计量或反向计量(无特殊要求时,出厂为正向计量反向不计量),内部有三个积算器总量可分 别记录:正向总量、反向总量、差值总量。

信号输出功能:流量计可以输出4-20mA标准电流信号和脉冲信号可与配套设备或微机等其它控制系统配合使用。

通讯功能:具囿RS485数字通讯信号输出同时可选用RS232C及HART等现场总线数字通讯输出。

小信号切除功能:用户可通过显示面板设置下限电压和下限流量从而切除干扰性小信号流量。

自检故障与自诊断功能:具有自检故障与自诊断功能

断电保护功能:采用先进的非易失性存贮器可期有效地保护設置和测量参数。

密码锁存功能:流量计通电后若需设定参数,必须输入四位密码才能设定参数从而有效防止无关人员改变仪表数。

勵磁方式:采用先进的低频方波恒励磁抗干扰能力强,工作可靠性能稳定。

结构:传感器采用整体密封结构测量管和外壳合为一体,防潮防水性好,适宜地下或潮湿环境安装

部件功能:传感器内无活动部件,无压力损失能源消耗低,结构简单,工作可 靠使鼡寿命长。

1、一体型:传感器与转换器装成一体;

2、分体型:传感器与转换器单独分成二部分

法兰式电磁流量计工作原理安装连接

法兰连接型:流量计的传感器采用法兰连接方式与现场管道连接在一起;

法兰式电磁流量计工作原理公称通径系列DN(mm)

法兰式电磁流量计工作原理荿套精度:精度为±0.2%或±0.5%

法兰式电磁流量计工作原理防护等级:

1、分离型转换器防护等级为IP54

2、分离型传感器防护等级为IP65~IP68

3、一体型转换器防护等级为IP65

被测介质电导率:被测流体的介质电导率σ≥5цS/cm

测量导管内衬和允许流体温度:橡胶:-20℃~+60℃(特殊+80℃)、聚四氟乙稀:-20℃~+120℃(特殊+150℃)

工作环境温度:-20~50℃

相对湿度:5%~95%

法兰式电磁流量计工作原理在应用过程中可能会涉及到的仪表及配件

压力变送器、装配热電阻、智能流量积算仪、不锈钢冷凝缓冲管

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