德国E+H电磁流量计工作原理

E+H电磁流量计（Electromagnetic Flowmeters，简称EMF）是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。 电磁流量计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。
仪表介绍
德国E+H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*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，*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。
德国E+H电磁流量计特点
1、测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响；
2、测量管内无阻碍流动部件，无压损，直管段要求较低。对浆液测量有独特的适应性；
3、合理选择传感器衬里和电极材料，即具有良好的耐腐蚀和耐磨损性；
4、转换器采用新颖励磁方式，功耗低、零点稳定、度高。流量范围度可达150：1；
5、转换器可与传感器组成一体型或分离型；
6、转换器采用16位高性能微处理器，2x16LCD显示，参数设定方便，编程可靠；
7、流量计为双向测量系统，内装三个积算器：正向总量、反向总量及差值总量；可显示正、反流量，并具有多种输出：电流、脉冲、数字通讯、HART；
8、转换器采用表面安装技术(SMT)，具有自检和自诊断功能；
9、测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度高。
10、测量管道内无阻流件，因此没有附加的压力损失；测量管道内无可动部件，因此传感器寿命极长。
11、由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的，是管道载面上的平均值，因此传感器所需的直管段较短，长度为5倍的管道直径。
12、转换器采用国际zui新产品的单片机（MCU）和表面贴装技术（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零点稳定，参数设定方便。点击中文显示LCD，显示累积流量，瞬时流量、流速、流量百分比等。
13、双向测量系统，可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺和材料，确保产品的性能在长时候内保持稳定。
电磁流量计就显示方式分为：分体型电磁流量计，一体型电磁流量计。系列公称通径DN15～DN3000。
分体型电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表，采用单片机嵌入式技术，实现数字励磁，同时在电磁流量计上采用CAN现场总线，属国内*，技术达到国内ling先水平。
分体型电磁流量计在满足现场显示的同时，还可以输出4～20mA电流信号供记录、调节和控制用，现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。
分体型电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外，还可测量液固两相流，高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。
一体型电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制定，用来测量导电流体的体积流量。由于独特的特点已广泛地应用于工业上各种导电液体的测量。主要用于化工、造纸、食品、纺织、冶金、环保、给排水等行业，与计算机配套可实现系统控制。
1．电磁流量计没有可动部件，也没有阻流件，不会引起压力损失，同时也不会引起磨损，阻塞等问题。
2．电磁流量计是一体积流量测量仪表，在测量过程中不受被测介质的温度、粘度、密度以及导电率（在一定范围内）的影响。
3．电磁流量计的量程范围宽，可达1：100。此外，电磁流量计只与被测介质的平均流速成正比，而与轴对称的流动状态（层流或紊流）无关。
4．电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，而且线性好，因此可以将测量信号直接用转换器线性的转换成标准信号输出。LD-T型可就地指示，LD型可远距离传送
E+H电磁流量计使用方法
电磁流量计有两个运行状态：自动测量状态和参数设置状态。
仪表通电时，自动进入测量状态。在自动测量状态下，电磁流量计自动完成各测量功能并显示相应的测量数据。在参数设置状态下，用户使用四个面板键，完成仪表参数设置。
1、按键功能
1.1自动测量状态下键功能
下键：循环选择屏幕下行显示内容；
上键：循环选择屏幕上行显示内容；
复合键+确认键：进入参数设置状态；
确认键：返回自动测量状态；
测量状态下，LCD显示器对比度的调节：小液晶是通过“复合键+上键”或“复合键+下键”按数秒钟；大液晶是通过调节大液晶背面的电位器来实现。
1.2参数设置状态下键功能
下键：光标处数字减1；
上键：光标处数字加1；
复合键+下键：光标左移；
复合键+上键：光标右移；
确认键：进入/退出子菜单；
确认键：在任意状态下，连续按下两秒钟，返回自动测量状态。
注：1.使用“复合键”时，应先按下复合键再同时按住上“上键”或“下键”
2.在参数设置状态下，3分钟内没有按键操作，仪表自动返回测量状态。
3.流量零点修正的流向选择，可将光标移至zui左面的“+”或“—”用“上键”或“下键”切换使之与实际流向相反。
4.流量的单位选择，可将光标移至“流量量程设置”菜单的原显示的流量单位下，然后用“上键”或“下键”切换使之符合需要。
2、参数设置功能键操作
要进行电磁流量计参数设定或修改，必须使流量计从测量状态进入参数设置状态。在测量状态下，按“复合键+确认键”出现状态转换密码（0000），根据保密级别，按厂家提供的密码对应修改。再按“复合键+确认键”后，则进入需要的参数设置状态。
智能型电磁流量计传感器在工艺管道上的安装
1.智能型电磁流量计测堵管在任何时刻必须完全注满介质，不能在不满管或空管的情况下正常工作。在介质不满管时，可采用抬高流量计后端出水管高度的方法使介质满管，避免不满管及气体附着在电极上。
2.管道内有真空会损坏流量计的内衬，需特别注意。
3.流动的正方向应与流量计上箭头所指的正方向一致。
4.智能型电磁流量计即可在直管道上安装，也可以在水平或倾斜管道上安装，但要求二电极的中心连线处于水平状态。
5.对于液、固两相流体，zui好采用垂直安装，使被测介质自上而下流动，可使流量计衬里磨损均匀，延长使用寿命。
6.流量计在管道法兰附近确保有足够的空间，以便安装和维护。
7.若测量管道有振动，在流量计的两侧应有固定的支座。
8.测量介质为重污染液体的，在旁路管道安装流量计本体，不中断工艺运行，即可排空与清流。
9.安装聚四氟乙烯内衬的流量计时，连接法兰的螺栓应注意均匀拧紧，否则容易压坏聚四氟乙烯内衬，zui好用力矩扳手。
E+H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。zui大流量与zui小流量的比值一般为20：1以上，适用的工业管径范围宽，zui大可达3m，输出信号和被测流量成线性，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（πD?）/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晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA输出，报警输出及频率输出，并设有RS－485等通讯接口，并支持HART和MODBUS协议。

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