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电磁流量计

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电磁流量计为什么是石油行业流体测量的优先考虑

来源:作者:发表时间:2017-07-08 10:13:12

       石油行业的日常生产工艺中有很多的流体需要输送和管理,就需要用到流量测量、计量甚至控制输送使用,这个时候流量计就派上了用场。而在炼油、化工生产中,公用工程部分的有些液体(如循环水及生活用水等)介质具有导电性,因而可以应用电磁感应的方法来测量流量,电磁流量计的特点具有能够测量酸、碱、盐溶液以及含有固体颗粒(如泥浆)或纤维流量的测量。那么为什么这个时候第一时间就想到电磁流量计呢,我们来看下它的原理、特点以及优缺点。

 
1、电磁流量计测量原理
       根据法拉第电磁感应定律制造的用来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表。主要组成: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。如图 1所示,在一段用非导磁材料做成的管道外面,安装有一对磁极 N和 S,用以产生磁场,当导电液体(不小于 10-5~10-61/cm.? 即不小于水的导电率)流过管道时, 因流体切割磁力线而产生了感应电势 E(根据发电机原理)。 此感应电势由与磁极垂直方向的两个电极引出。当磁场强度 H 不变,管道直径一定时,这个感应电势的大小仅与液体的流速有关,而与其它因素无关。电动势 E 正比于磁通量密度 H,测量管内径 D 与平均流速 V 的乘积。电动势 E(流量信号)由电极检出并通过电缆送至转换器。 转化器将流量信号放大处理后,可显示流体流量,并能输出脉冲、模拟电流等信号,用于流量的控制和调节。
电磁流量计测量原理图
感应电势的大小由下式决定:
E=KHDV (1)
式中:E—为感应电势即电极间的信号电压(v)
H—磁场强度
D—测量管内径(m),即导体垂直切割磁力线的长度;
V—平均流速(m/s)。
 
管道内体积流量计算公式:
Q=1/4πD2V (2)
将(2)式代入式(1)便得:
E=4KHQ/πD=kQ
式中 k=4KH/πD 为仪表常数。
       式(1)中 K、D 为常数,由于励磁电流是恒流的,故 H 也是常数,则由 E=kQ 可知,体积流量 Q 与信号电压 E-成正比,即流速感应的信号电压 E 与体积 Q 成线性关系。因此,只要测量出E就可确定流量 Q, 这是电磁流量计的基本工作原理。 由 E=KHDV 可知,其输出信号不受被测液体物理性质的影响(如温度、压力、粘度)。因此说电磁流量计是一种真正的体积流量计。
 
2、电磁流量计特点
       1、运算速度快,抗干扰能力强,测量可靠,精度高
        转换器采用16位嵌入式微处理器,全数字处理,流量测试范围度可达1500:1
       2、高精度测量
       测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响;线性测试量原理能实现高精度测量;
       3、通讯信号输出
       具有RS485或RS232数字通讯信号输出
       4、压损小
        测量管内无阻碍流动部件,无压损,直管段要求较低;     
        5、采用SMD器件和表面安装SMT技术
       电路可靠性高,可用于相应的防爆场合
       6、高清晰度背光LCD显示
       全汉字菜单操作,使用方便,操作简单,易学易懂
       7、性能稳定、功耗小
       转换器采用可编程频率矩形波励磁,提高了流量测量的稳定性,功率损耗小;
       8、电导率测试功能
        可以判别传感器是否空管,具有自检与自诊断功能
       9、覆盖范围宽,满足多种导体电流体的要求
       系列公称通径DN6~DN3000。衬里和电极有多种选择,能满足多种导电流体的要求;
 
3、电磁流量计的优缺点
       只要用普通的水实际标定后就可以测量其他任何导电流体介质的体积流量,而不需要任何修正。这是电磁流量计的一突出优点。另外,测量管内无活动及阻流部件,因此几乎没有压力损失,并且有很高的可靠性。最大流量与最小流量的比值一般为 20∶1以上,电磁流量计测量范围度大,通常为 20∶1~50∶1,可选流量范围宽。电磁流量计具有显著的优点,但也有些缺点,主要是在液体中所感应出的电势数值很小,所以要引入放大系数很大的放大器由此造成测量系统很复杂、成本高,并且很容易受外界电磁场干扰的影响,在使用不恰当时会大大地影响仪表的精度。电磁流量计不能测量非导电液体的流量,也不能测量气体和蒸汽的流量。在使用中要注意维护,防止电极与管道间绝缘的破坏。
 
4、总结
       通过上述内容对电磁流量计的描述,我们可以发现,正是因为这样的优点和技术优势,才决定了电磁流量计是石油行业流体测量的首选流量仪表,那么下一篇文章我们将简单描述下用于石油行业中流体测量的流量仪表还有哪些?

 

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