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1、概述 插入式智能電磁流量計(jì)

電磁流量計(jì)是一種電磁感應(yīng)式流量?jī)x表，依據(jù)JB/T9248-1999《電磁流量計(jì)》設(shè)計(jì)，適用于電導(dǎo)率大于5μs/cm導(dǎo)電液體的流量計(jì)算；公稱(chēng)通徑范圍為10mm至3000mm，是集智能化、小型輕量一體化、多功能、高精度、高可靠性為一體的系列電磁流量計(jì)產(chǎn)品。它由傳感器和智能轉(zhuǎn)換器兩部分組成。

電磁流量計(jì)有著廣泛的用途，在滿足現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)顯示的同時(shí)可輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)(4-20mA)或脈沖信號(hào)，符合HART通訊協(xié)議，供記錄、調(diào)節(jié)、控制用；可關(guān)泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、輕紡、冶金、礦山、醫(yī)藥、造紙、給水、食品、制糖、釀造等行業(yè)工藝管道內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)的液體流量計(jì)量；除測(cè)量一般導(dǎo)電液體外，根據(jù)用戶(hù)特殊需要，還可測(cè)量導(dǎo)電的液固兩相流，高黏度液體及鹽類(lèi)、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等液體的流量。

2、結(jié)構(gòu)

2.1 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。

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

（5）殼體：儀表外包裝。

2.2 轉(zhuǎn)換器：

即為智能二次表，其將流量信號(hào)放大處理¾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。

2.3 產(chǎn)品組裝形式：

其分為一體型和分體型兩種形式。

（1）一體型：傳感器和轉(zhuǎn)換器一體安裝。

（2）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)。

3、功能特點(diǎn)

★ 適合于所有導(dǎo)電率大于5μs/cm的液體流量檢測(cè)。導(dǎo)電率的變化不影響性能的改變。

★ 流量計(jì)具有長(zhǎng)期的高測(cè)量精度，實(shí)際上不受流體物理特性的影響，測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá)0.5級(jí)，0.3級(jí)。

★ 流量計(jì)無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件，平時(shí)無(wú)需維護(hù)。

★ 投運(yùn)方便，流量計(jì)按0～10m/s范圍自動(dòng)設(shè)定，無(wú)需更改測(cè)量量程。

★ 由于所有與被測(cè)介質(zhì)接觸的部件，均具有良好的抗腐蝕性和耐磨性，所以適用范圍廣。

★ 在測(cè)量含有油脂的介質(zhì)或能在電極表面沉積覆蓋一層非導(dǎo)電的介質(zhì)時(shí)，可選用可調(diào)換（擦洗）式電極。

★ 流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器和傳感器有一體型和分體型兩種安裝方式。

★ 轉(zhuǎn)換器采用先進(jìn)的勵(lì)磁算法。

★ 采用高效率、高穩(wěn)定度、自行設(shè)計(jì)的寬輸入范圍多組全隔離開(kāi)關(guān)電源模式（DC：18V-36V，AC：85V-265V）

★ 設(shè)計(jì)有豐富的輸出接口，使用極為方便。

a) 4-20mA電流量輸出； b) 1K或2K可選擇的頻率輸出；c) 可設(shè)置脈沖量輸出； d) 可設(shè)置累計(jì)閥值輸出； e) RS485接口；

★ 具有轉(zhuǎn)換器本機(jī)自檢功能

★ 大屏幕中文高清晰度LCD背光顯示

★ 斷電時(shí)，EEPROM可保護(hù)設(shè)定參數(shù)和累積值；

★ 中文界面友好，操作方便；

★ 提供傳感器非線性修正功能；

4、工作原理 插入式智能電磁流量計(jì)

電磁流量計(jì)的工作原理基于法蘭第電磁感應(yīng)法律。當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體在磁場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在與磁場(chǎng)方向、運(yùn)動(dòng)方向相互垂直方向的導(dǎo)體兩端，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的大小與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小成正比。

如圖4.1，當(dāng)導(dǎo)電流體以平均流速V（m/s）通過(guò)裝有一對(duì)測(cè)量電極的一根內(nèi)徑為D（m）的絕緣導(dǎo)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，該管道處于一個(gè)均勻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B（T）的磁場(chǎng)中，那么在一對(duì)電極上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E（V），它的方向垂直于磁場(chǎng)和流體的方向。

法À第電磁感應(yīng)定律為：E=B•D•V                        （1）

流量的體積流量為：                                     （2）

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

因此電動(dòng)勢(shì)可表示為：                                   （4）

當(dāng)B是一個(gè)常數(shù)時(shí)，對(duì)某一個(gè)固定的口徑D也是一個(gè)已知數(shù)，公式（3）中=K（常數(shù)），則公式（3）可改寫(xiě)為： QV=K•E （m3/h)   （5）

從公式（5）可以看出，流量QV與電動(dòng)勢(shì)E成正比。

上述公式中: E 感應(yīng)電勢(shì)；D 測(cè)量管內(nèi)徑；B 磁感應(yīng)強(qiáng)度；V 平均流速；K 與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)。

圖4.1 電磁流量計(jì)工作原理

5、主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)

6、轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)電路

電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器向電磁流量傳感器勵(lì)磁線圈提供穩(wěn)定的勵(lì)磁電流，前置放大器將傳感器感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)放大、轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)或頻率信號(hào)，便于流量的顯示、控制與調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)如圖6.1所示。

6.1 轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)