吐血分享电磁流量计结构、工作原理、安装要求、维护和保养

你知道为什么家里的水龙头一打开你家的水表就会转吗？这里面其实是有一个电磁流量计的器件在起作用，当然具体的产品会有一些不同，生产的标准和外观、计费会有差别，但是结构和原理是一样的。电磁流量计（ElectromagneTIc Flowmeters，简称EMF）简单说是由流量传感器变送器组成的。它们广泛地适用于石油化工、钢铁冶金、给水排水、水利灌溉、水处理、环保污水总量控制、造纸、医药、食品等工、农业部门的生产过程流量测量和控制；并适用于导电液体的总量计量与贸易交接。
电磁流量计结构简单，造价也便宜，应用非常广泛，工作原理很简单，其实就是应用电磁感应原理， 根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。

电磁流量计结构

　　电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。

　　磁路系统：其作用是产生均匀的直流或交流磁场。直流磁路用永久磁铁来实现，其优点是结构比较简单，受交流磁场的干扰较小，但它易使通过测量导管内的电解质液体极化，使正电极被负离子包围，负电极被正离子包围，即电极的极化现象，并导致两电极之间内阻增大，因而严重影响仪表正常工作。当管道直径较大时，永久磁铁相应也很大，笨重且不经济，所以电磁流量计一般采用交变磁场，且是50HZ工频电源激励产生的。

　　测量导管：其作用是让被测导电性液体通过。为了使磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路，测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成，可选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、铝等。

　　电极：其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。电极一般用非导磁的不锈钢制成，且被要求与衬里齐平，以便流体通过时不受阻碍。它的安装位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆积在其上面而影响测量精度。

　　外壳：应用铁磁材料制成，是分配制度励磁线圈的外罩，并隔离外磁场的干扰。

　　衬里：在测量导管的内侧及法兰密封面上，有一层完整的电绝缘衬里。它直接接触被测液体，其作用是增加测量导管的耐腐蚀性，防止感应电势被金属测量导管管壁短路。衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。

　　转换器：由液体流动产生的感应电势信号十分微弱，受各种干扰因素的影响很大，转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。其任务是把电极检测到的感应电势信号Ex经放大转换成统一的标准直流信号。

电磁流量计工作原理

　　电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小，可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20：1以上，适用的工业管径范围宽，最大可达3m，输出信号和被测流量成线性，精确度较高，可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。

　　当导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定，感应电势的大小由下式确定：

　　Ex=BDv－－－－－－－－－－－－－－－－-式（1）式中Ex—感应电势，V；

　　B—磁感应强度，T

　　D—管道内径，m

　　v—液体的平均流速，m/s

　　然而体积流量qv等于流体的流速v与管道截面积（πD²）/4的乘积，将式（1）代入该式得：

　　Qv=（πD/4B）* Ex －－－－－－－－-式（2）

　　由上式可知，在管道直径D己定且保持磁感应强度B不变时，被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极，就可引入感应电势Ex，测量此电势的大小，就可求得体积流量。

　　据法拉第电磁感应原理，在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极，当导电液体沿测量管轴线运动时，导电液体切割磁力线产生感应电势，此感应电势由两个检测电极检出，数值大小与流速成正比例，其值为：

　　E=B·V·D·K

　　式中： E－感应电势；

　　K－与磁场分布及轴向长度有关的系数；

　　B－磁感应强度；

　　V－导电液体平均流速；

　　D－电极间距；（测量管内直径）

传感器将感应电势E作为流量信号，传送到转换器，经放大，变换滤波等信号处理后，用带背光的点阵式液