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一体式电磁流量计的工作原理,局限性,优缺点及如何使用

点击次数: 发布时间:2021-09-09
一体式电磁流量计体积流量计,非常适用于废水应用和其他需要低压降并具有适当液体电导率的应用。
该设备没有任何活动部件,因此无法与碳氢化合物和蒸馏水一起使用。一体式电磁流量计也易于维护。
一体式电磁流量计

基于法拉第定律的一体式电磁流量计原理
一体式电磁流量计根据法拉第电磁感应定律工作。根据该原理,当导电介质通过磁场B时,会产生电压E,该电压E与介质的速度v,磁场的密度和导体的长度成正比。

一体式电磁流量计中,将电流施加到安装在流量计主体内部或外部的线圈,以产生磁场。流经管道的液体充当导体,并感应出与平均流速成比例的电压。
该电压由安装在一体式电磁流量计主体中的感应电极检测,并发送到变送器,变送器根据管道尺寸计算体积流量。
在数学上,我们可以将法拉第定律陈述为
E与V x B x L成正比
[E是在导体中产生的电压,V是导体的速度,B是磁场强度,L是导体的长度]。
使用一体式电磁流量计测量的液体流量必须导电是非常重要的。法拉第定律表明,信号电压(E)取决于平均液体速度(V),导体的长度(D)和磁场强度(B)。因此,将在管的横截面中建立磁场。

基本上,当导电液体流过磁场时,会感应出电压。为了测量该产生的电压(与流动的液体的速度成正比),使用了两个彼此相对安装的不锈钢电极。
然后将放置在流量计内部的两个电极连接到具有处理信号能力的高级电子电路。处理后的信号被馈送到微处理器,该微处理器计算液体的体积流量。
一体式电磁流量计公式:
一体式电磁流量计使用法拉第电磁感应定律进行流量测量。法拉第定律指出,每当长度为“ l”的导体以垂直于磁场“B”的速度“v”运动时,就会在相互垂直的方向上感应出电动势“e”,其方向为
e = Blv……(eq1)
其中
B =磁通密度(Wb / m2)
l =导体长度(m)
v =导体速度(m / s)
体积流量Q由下式给出
Q =(πd2/ 4)v……(eq2)
其中
d =管的直径
V =流的平均速度(导体速度在这种情况下)
从方程式(eq1)
v=e/BI
Q=πd2e/4BI
Q =柯
其中K是米常数。
因此,体积流量与感应电动势成正比。在实际应用中,我们必须在供应商目录/手册中提供的一体式电磁流量计中输入仪表常数“K”。
一体式电磁流量计的局限性
(i)被测物质必须是导电的。因此,它不能用于计量具有非常低电导率的气体和蒸汽,石油产品以及类似液体的流量。
(ii)为使仪表对液体电阻的变化不敏感,电极之间的液体有效电阻不应超过外部电路阻抗的1%。
(iii)这是非常昂贵的设备。
(iv)由于仪表总是测量体积率,因此液体中任何悬浮物的体积都将包括在内。
(v)为避免夹带空气引起的任何麻烦,将流量管安装在水平管道中时,电极应在水平直径上。
(vi)由于只能通过停止流量来对设备进行零位检查,因此需要隔离阀,并且可能还需要一个旁路,在零位检查期间可以通过该旁路引导流量。
(vii)如果在流量计的上游安装了调节阀,则管道必须充满。
一体式电磁流量计的优点
(i)流量的障碍几乎为零,因此这种类型的仪表可用于测量重的悬浮液,包括泥浆,污水和木浆。
(ii)除了流量计所使用的直管长度外,这种类型的流量计没有压头损失。
(iii)它们不受上游流动扰动的影响很大。
(iv)它们实际上不受密度,粘度,压力和温度变化的影响。
(v)电力要求可能较低(15或20 W),特别是对于脉冲直流类型。
(vi)这些仪表可用作双向仪表。
(vii)该仪表适用于大多数酸,碱,水和水溶液,因为所选衬里材料不仅是良好的电绝缘体,而且具有耐腐蚀性能。
(viii)仪表广泛用于泥浆服务,不仅因为它们的阻塞少,而且因为某些衬里(例如聚氨酯,氯丁橡胶和橡胶)具有良好的耐磨性或耐蚀性。
(ix)它们能够处理极低的流量。
一体式电磁流量计的缺点
(i)这些仪表只能用于具有适当电导率的流体。
(ii)精度在5%的流量范围内仅为±1%。
(iii)励磁线圈和电路的尺寸和成本并未与它们的管孔尺寸成比例地增加。因此,小尺寸的仪表笨重且昂贵。
一体式电磁流量计的应用
这种一体式电磁流量计是非侵入式的,通常可用于任何具有高于10微西门子/厘米的合理电导率的流体。
沙水泥浆,煤粉,泥浆,污水,木浆,化学药品,大型管道中蒸馏水以外的水,热流体,特别是食品加工行业中的高粘度流体,低温流体可以通过一体式电磁流量计计量。
如何使用一体式电磁流量计
一体式电磁流量计测量管道中导电液体(例如水,酸,苛性碱和浆液)的速度。当液体的电导率大于约5μS/ cm时,一体式电磁流量计可以正确测量。请小心,因为在低电导率的流体(例如去离子水,锅炉给水或碳氢化合物)上使用一体式电磁流量计会导致流量计关闭并测量零流量。
该流量计不会阻塞流量,因此可用于清洁,卫生,肮脏,腐蚀性和磨蚀性液体。一体式电磁流量计可以应用于导电液体,因此,由于碳氢化合物和气体分别具有非导电性质和气态,因此无法使用该技术对其进行测量。
一体式电磁流量计不需要太多的上游和下游直线运行,因此可以安装在相对较短的流量计中。一体式电磁流量计通常需要从一体式电磁流量计电极的平面测量的上游直行径的3-5直径和下游直行径的0-3直径。
在水,废水,采矿,矿物加工,电力,纸浆和造纸以及化学工业中发现脏液体的应用。水和废水的应用包括在水/废水区之间的总管中液体的保管转移。
一体式电磁流量计用于水处理厂,以测量经过处理和未经处理的污水,工艺用水,水和化学药品。采矿和矿物加工行业的应用包括工艺用水,工艺浆料流和重介质流。
在适当注意结构材料的情况下,可以测量高腐蚀性液体(例如酸和苛性碱)和研磨浆的流量。腐蚀性液体的应用通常在化学工业过程中以及大多数工业中使用的化学进料系统中发现。在采矿,矿物加工,纸浆和造纸以及废水处理行业中通常可以找到浆液应用。
一体式电磁流量计通常用于重力输送液体的地方。确保流量计的方向使流量计完全充满液体。无法确保流量计完全充满液体会严重影响流量测量。
在真空条件下操作一体式电磁流量计时,请特别小心,因为在真空条件下,某些一体式电磁流量计衬套可能会塌陷并被吸入管道中,从而严重损害流量计。
请注意,在貌似没有受到真空服务的管道(例如,气体可能凝结的管道(通常在异常情况下))中,可能会发生真空情况。
同样,一体式电磁流量计中的温度过高(即使在异常情况下也会短暂出现)会导致流量计永久损坏。

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