插入式智能电磁流量计

1、概述 插入式智能电磁流量计

电磁流量计是一种电磁感应式流量仪表，依据JB/T9248-1999《电磁流量计》设计，适用于电导率大于5μs/cm导电液体的流量计算；公称通径范围为10mm至3000mm，是集智能化、小型轻量一体化、多功能、高精度、高可靠性为一体的系列电磁流量计产品。它由传感器和智能转换器两部分组成。

电磁流量计有着广泛的用途，在满足现场监测显示的同时可输出标准电流信号(4-20mA)或脉冲信号，符合HART通讯协议，供记录、调节、控制用；可关泛应用于化工、环保、轻纺、冶金、矿山、医药、造纸、给水、食品、制糖、酿造等行业工艺管道内导电介质的液体流量计量；除测量一般导电液体外，根据用户特殊需要，还可测量导电的液固两相流，高黏度液体及盐类、强酸、强碱等液体的流量。

2、结构

2.1 传感器

传感器主要由测量导管、测量电极、励磁线圈、铁芯、磁轭和壳体组成。

（1）测量导管：由不锈钢导管、衬里和连接法兰组合而成，为被测液体现场工况测量的载体。

（2）测量电极：安装在测量导管内侧壁，与轴流方向垂直，使测量液体产生信号的一对电极。

（3）励磁线圈：在测量导管内产生磁场的上下两个励磁线圈。

（4）铁芯和磁轭：将励磁线圈产生的磁场导入液体，并构成磁回路。

（5）壳体：仪表外包装。

2.2 转换器：

即为智能二次表，其将流量信号放大处理¾单片机运算后，可显示流量、累计量，并能输出脉冲、模拟电流等信号，用于流体流量的计量或控制。

2.3 产品组装形式：

其分为一体型和分体型两种形式。

（1）一体型：传感器和转换器一体安装。

（2）分体型：传感器和转化器分离安装，通过连接电缆形成流量计量系统。

3、功能特点

★ 适合于所有导电率大于5μs/cm的液体流量检测。导电率的变化不影响性能的改变。

★ 流量计具有长期的高测量精度，实际上不受流体物理特性的影响，测量准确度可达0.5级，0.3级。

★ 流量计无机械可动部件，平时无需维护。

★ 投运方便，流量计按0～10m/s范围自动设定，无需更改测量量程。

★ 由于所有与被测介质接触的部件，均具有良好的抗腐蚀性和耐磨性，所以适用范围广。

★ 在测量含有油脂的介质或能在电极表面沉积覆盖一层非导电的介质时，可选用可调换（擦洗）式电极。

★ 流量计的转换器和传感器有一体型和分体型两种安装方式。

★ 转换器采用先进的励磁算法。

★ 采用高效率、高稳定度、自行设计的宽输入范围多组全隔离开关电源模式（DC：18V-36V，AC：85V-265V）

★ 设计有丰富的输出接口，使用极为方便。

a) 4-20mA电流量输出； b) 1K或2K可选择的频率输出；c) 可设置脉冲量输出； d) 可设置累计阀值输出； e) RS485接口；

★ 具有转换器本机自检功能

★ 大屏幕中文高清晰度LCD背光显示

★ 断电时，EEPROM可保护设定参数和累积值；

★ 中文界面友好，操作方便；

★ 提供传感器非线性修正功能；

4、工作原理 插入式智能电磁流量计

电磁流量计的工作原理基于法兰第电磁感应法律。当一个导体在磁场场内运动时，在与磁场方向、运动方向相互垂直方向的导体两端，会产生感应电动势。电动势的大小与导体运动速度和磁场的磁感应强度大小成正比。

如图4.1，当导电流体以平均流速V（m/s）通过装有一对测量电极的一根内径为D（m）的绝缘导管内流动时，该管道处于一个均匀的磁感应强度为B（T）的磁场中，那么在一对电极上就会产生感应电动势E（V），它的方向垂直于磁场和流体的方向。

法À第电磁感应定律为：E=B•D•V                        （1）

流量的体积流量为：                                     （2）

由公式（1）和（2）可得到：              （m3/h)        （3）

因此电动势可表示为：                                   （4）

当B是一个常数时，对某一个固定的口径D也是一个已知数，公式（3）中=K（常数），则公式（3）可改写为： QV=K•E （m3/h)   （5）

从公式（5）可以看出，流量QV与电动势E成正比。

上述公式中: E 感应电势；D 测量管内径；B 磁感应强度；V 平均流速；K 与磁场分布及轴向长度有关的系数。

图4.1 电磁流量计工作原理

5、主要参数及技术指标

6、转换器结构电路

电磁流量计转换器向电磁流量传感器励磁线圈提供稳定的励磁电流，前置放大器将传感器感应的电动势放大、转换成标准的电流信号或频率信号，便于流量的显示、控制与调节。转换器电路结构如图6.1所示。

6.1 转换器电路结构