1、概述 插入式智能電磁流量計

電磁流量計是一種電磁感應(yīng)式流量儀表，依據(jù)JB/T9248-1999《電磁流量計》設(shè)計，適用于電導(dǎo)率大于5μs/cm導(dǎo)電液體的流量計算；公稱通徑范圍為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。

電磁流量計有著廣泛的用途，在滿足現(xiàn)場監(jiān)測顯示的同時可輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(4-20mA)或脈沖信號，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)的液體流量計量；除測量一般導(dǎo)電液體外，根據(jù)用戶特殊需要，還可測量導(dǎo)電的液固兩相流，高黏度液體及鹽類、強酸、強堿等液體的流量。

2、結(jié)構(gòu)

2.1 傳感器

傳感器主要由測量導(dǎo)管、測量電極、勵磁線圈、鐵芯、磁軛和殼體組成。

（1）測量導(dǎo)管：由不銹鋼導(dǎo)管、襯里和連接法蘭組合而成，為被測液體現(xiàn)場工況測量的載體。

（2）測量電極：安裝在測量導(dǎo)管內(nèi)側(cè)壁，與軸流方向垂直，使測量液體產(chǎn)生信號的一對電極。

（3）勵磁線圈：在測量導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生磁場的上下兩個勵磁線圈。

（4）鐵芯和磁軛：將勵磁線圈產(chǎn)生的磁場導(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，其將流量信號放大處理¾單片機運算后，可顯示流量、累計量，并能輸出脈沖、模擬電流等信號，用于流體流量的計量或控制。

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，通過連接電纜形成流量計量系統(tǒng)。

3、功能特點

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

★ 流量計具有長期的高測量精度，實際上不受流體物理特性的影響，測量準(zhǔn)確度可達0.5級，0.3級。

★ 流量計無機械可動部件，平時無需維護。

★ 投運方便，流量計按0～10m/s范圍自動設(shè)定，無需更改測量量程。

★ 由于所有與被測介質(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，可選用可調(diào)換（擦洗）式電極。

★ 流量計的轉(zhuǎn)換器和傳感器有一體型和分體型兩種安裝方式。

★ 轉(zhuǎn)換器采用先進的勵磁算法。

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

★ 設(shè)計有豐富的輸出接口，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)置累計閥值輸出； e) RS485接口；

★ 具有轉(zhuǎn)換器本機自檢功能

★ 大屏幕中文高清晰度LCD背光顯示

★ 斷電時，EEPROM可保護設(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

電磁流量計的工作原理基于法蘭第電磁感應(yīng)法律。當(dāng)一個導(dǎo)體在磁場場內(nèi)運動時，在與磁場方向、運動方向相互垂直方向的導(dǎo)體兩端，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。電動勢的大小與導(dǎo)體運動速度和磁場的磁感應(yīng)強度大小成正比。

如圖4.1，當(dāng)導(dǎo)電流體以平均流速V（m/s）通過裝有一對測量電極的一根內(nèi)徑為D（m）的絕緣導(dǎo)管內(nèi)流動時，該管道處于一個均勻的磁感應(yīng)強度為B（T）的磁場中，那么在一對電極上就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E（V），它的方向垂直于磁場和流體的方向。

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）

因此電動勢可表示為：                                   （4）

當(dāng)B是一個常數(shù)時，對某一個固定的口徑D也是一個已知數(shù)，公式（3）中=K（常數(shù)），則公式（3）可改寫為： QV=K•E （m3/h)   （5）

從公式（5）可以看出，流量QV與電動勢E成正比。

上述公式中: E 感應(yīng)電勢；D 測量管內(nèi)徑；B 磁感應(yīng)強度；V 平均流速；K 與磁場分布及軸向長度有關(guān)的系數(shù)。

圖4.1 電磁流量計工作原理

5、主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)

6、轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)電路

電磁流量計轉(zhuǎn)換器向電磁流量傳感器勵磁線圈提供穩(wěn)定的勵磁電流，前置放大器將傳感器感應(yīng)的電動勢放大、轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號或頻率信號，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)