电子09戴若梦0908140914课件

1、电磁流量计电子091 戴若梦科技名词定义中文名称：电磁流量计英文名称：electromagnetic flowmeter;electromagnetic flow meter定义1：根据电磁感应定律，在非磁性管道中，利用测量导电流体平均速度而显示流量的流量计。所属学科：机械工程（一级学科）；工业自动化仪表与系统（二级学科）；流量测量仪表-流量测量仪表名称（三级学科）定义2：通过量测水流切割磁力线所产生的电动势来推算管渠流量的装置。所属学科：水利科技（一级学科）；水力学、河流动力学、海岸动力学（二级学科）；水力学（水利）（三级学科）电磁流量计（Electromagnetic Flowmeter）

2、电磁流量计是为供水企业水计量贸易专门设计的，具有防水、防腐、防干扰、防雷击的能力。电磁流量计特别设计了带背光宽温的中文液晶显示器，功能齐全实用、显示直观、操作使用方便，可以减少其他电磁流量计英文菜单所带来的不便。另外我们独家设计4-6多电极结构，进一步保证了测量精度并且任何时候无需接地环，减轻了仪表体积和安装维护的麻烦。电磁流量计电磁流量计在满足现场显示的同时，还可以输出420mA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1等工业技术和管理部门。采用电磁感应原理测量介质流体流速的电磁流量计。它在管道的两侧加一个磁场，被测介质流过管道就切割磁力线，在两个检

3、测电极上产生感应电势，其大小正比于流体的运动速度。可以用于测量酸、碱、盐溶液、水煤浆、矿浆、砂浆灰泥、纸浆、树脂、橡胶乳、合成纤维浆和感光乳胶等各种悬浮物、气化汽和粘性物质的流量。电磁流量计密封性能好，还可用于自来水和地下水道系统。而且测量过程不与流体接触，适于制药、生物化学和食品工业。这种流量计还可检测血液流量。它的量程比约为100:1，精度一般为1，由于这种传感器必须保持管道内电阻和测量电路阻抗之间有一定比例关系，因此在制造上有一定困难。当被测介质的电导率约为10欧姆厘米时就开始产生困难，电导率更低时就产生原理性困难。当电导率为10欧姆厘米时，就达到导电介质和电介质之间的“分界线”，热噪声

4、电平随内阻的增大而显著增加。电磁流量计（Electromagnetic Flowmeter）电磁流量计是高精度、高可靠和使用寿命长的流量仪表，所以在设计产品结构、选材、制定工艺、生产装配和出厂测试等过程中每一个环节我们都非常细致讲究，还自行设计了一套中国最先进的，专用于电磁流量计的生产设备和流量实流标定装置，从而在软件和硬件上都能切实保证产品长期的高质量。电磁流量计特别设计了带背光宽温的中文液晶显示器，功能齐全实用、显示直观、操作使用方便，可以减少其他电磁流量计英文菜单所带来的不便。另外我们独家设计4-6多电极结构，进一步保证了测量精度并且任何时候无需接地环，减轻了仪表体积和安装维护的麻烦特点

5、1、管道内无可动部件，无阻流部件，测量中几乎没有附加压力损失。 2、测量结果与流速分布、流体压力、温度、密度、粘度等物理参数无关。3.、在现场可以根据用户实际需要在线修改量程。工作原理电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法 拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。构造及用途流量计由一次装置和二次装置组成，按一次装置和二次装置的组合形式流量计可分为分体型和一体型；流量计主要用于测

6、量导电液体的体积流量。（摘录：JJG 1033-2019 电磁流量计检定规程）计量性能要求-1、准确度等级准确度等级0.2（0.25）（0.3）0.5最大允许误差0.2%（0.25%）（0.3%）0.5%准确度等级1.01.52.5/最大允许误差1.0%1.5%2.5%/注：优先采用不带括号的等级计量性能要求2、引用误差对于用于瞬时流量指示的流量计误差表示也可使用引用误差，其最大允许误差系列应符合表1规定，其检定结果的标书中不再给出准确等级，而使用其最大允许误差表示，且还应在最大允许误差后标注FS，如0.5%FS。3、误差表示方法和选取原则在一台流量计的一次检定中，应按照准确度等级和引用误差之

7、中的一种给出流量计误差表示方法；对于使用相对示值误差和引用误差组合表示误差的流量计，一次检定中也应统一使用一种方法表示其误差。4、重复性流量计的重复性不得超过相应准确度等级规定的最大允许误差绝对值的1/3引特点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。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。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。传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极和内衬材料，即

8、可耐腐蚀和耐磨损。转换器采用国际最新最先进的单片机（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。引特点双向测量系统，可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺和优质材料，确保产品的性能在长时候内保持稳定。电磁流量计分类:分体型电磁流量计,一体型电磁流量计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，属国内首创，技术达到国内领先水平。分体型电磁流量计在满足现场显示的同时，还可以输出4

9、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。性能特点仪表结构简单、可靠，无可动部件，工作寿命长。无截流阻流部件，不存在压力损失和流体堵塞现象。无机械惯性，响应快速，稳定性好，可应用于自动检测、调节和程控系统。测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理量参数的影响。采用聚四氟乙烯或橡胶材质衬里和Hc、Hb、316L、Ti等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要。备有管道式、插入式等多种流量计型号。采用EE

10、PROM存贮器，测量运算数据存贮保护安全可靠。具备一体化和分离型两种型式。性能特点高清晰度LCD背光显示。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，目前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

11、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。电磁流量计按励磁方式分类要产生一个均匀恒定的磁场，就需要选择一种合适的励磁方式。如按励磁电流方式划分，有直流励磁、交流（工频或其他频率）励磁、低频矩形波励磁和双频矩形波励磁。1.直流励磁直流励磁方式用直流电或采用永久磁铁产生一个恒定的均匀磁场。这种直流励磁变送器的最大优点是受交流电磁场干扰影响很小，因而可以忽略液体中的自感现象的影响。但是使用直流磁场易使通过测量管道的电

12、解质液体被极化，即电解质在电场中被电解，产生正负离子，在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极，这将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围，严重影响仪表的正常工作。所以，直流励磁一般只用于测量非电解质液体，如液态金属流量（常温下的汞和高温下的液态钢、锂、钾）等。2.交流励磁工业上使用的电磁流量计，大都采用工频（50Hz）电源交流励磁方式产生交变磁场，避免了直流励磁电极表面的极化干扰。但是用交流励磁会带来一系列的电磁干扰问题（例如正交干扰、同相干扰、零点漂移等）。现在交流励磁正在被低频方波励磁所代替。3. 低频方波励磁低频方波励磁波形有二值（正-负）和三值（正-零-负-零）两种，其频率通

13、常为工频的1/21/32。低频方波励磁能避免交流磁场的正交电磁干扰，消除由分布电容引起的工频干扰，抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流，排除直流励磁的极化现象。技术参数技术参数仪表精度：管道式0.5级、1.0级；插入式1.5级测量介质：电导率大于5S/cm的各种液体和液固两相流体。流速范围：0.0115m/s工作压力：1.6MPa环境温度：-40+50介质温度：聚四氟乙烯衬里180橡胶材质衬里：65防爆标志：ExmibdBT4防爆证号：GYB01349外磁干扰：400A/m外壳防护：一体化型： IP65；分 离 型：传感器IP68(水下5米，仅限于橡胶衬里)转换器IP65输出信号：420m

14、A.DC，负载电阻0750通讯输出：RS485或CAN总线电气连接：M201.5内螺纹，10电缆孔电源电压：90220VAC、2410%V.DC最大功耗：10VA量程范围确认一般工业用电磁流量计被测介质流速以24m/s为宜，在特殊情况下，最低流速应不小于0.2m/s，最高应不大于 8m/s。若介质中含有固体颗粒，常用流速应小于3m/s，防止衬里和电极的过分磨擦；对于粘滞流体，流速可选择大于2m/s，较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用，有利于提高测量精度。在量程Q已确定的条件下，即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小，其值由下式计算：Q=D2V/4Q:流量（/h） D:管道

15、内径 V：流速（m/h）电磁流量计的量程Q应大于预计的最大流量值，而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50%为宜参考流量范围口径(mm)流量范围(m3/h)口径(mm)流量范围(m3/h)150.066.3645057.235722.65200.1111.350070.657065.00250.1817.66600101.7410173.6400.4545.22700138.4713847.4500.7170.65800180.8618086.4651.19119.4900228.9122890.6801.81180.861000406.9440694.41002.83282.601200

16、553.9055389.61506.36635.851600723.4672345.620011.31130.41800915.6291562.425017.66176.2520001130.4113040.0030025.432543.4022001367.78136778.435034.623461.8524001627.78162777.640045.224521.626001910.38191037.6衬里的选择衬里材料主要性能最高介质温度适用范围体型分离型聚四氟乙烯（F4)是化学性能最稳定的一种塑料，能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水，也能耐浓碱和各种有机溶剂。不耐三氟化氯、高温三氟化

17、氯、高流速液氟、液氧、自氧的腐蚀。70100 150 (需特殊订货)1、浓酸、碱等强腐蚀性介质。 2、卫生类介质。聚全氟乙丙烯（F46)同F4，耐磨性、抗负压能力高于F4。同上聚氟合乙烯（Fs)适用温度上限较聚四氟乙烯低，但成本也较低。80聚氯丁橡胶1、有极好的弹性，高度的扯断力，耐磨性能好。2、耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀，不耐氧化介质的腐蚀。80 120 (需特殊订货)水、污水、弱磨损性的泥浆矿浆。聚氨酯橡胶1、耐磨性能极强。2、耐腐蚀性能较差。80中性强磨损的矿浆、煤浆、泥浆进口保护法兰和接地法兰(或接地环)的选择法兰种类适 用 范 围接地法兰(或接地环)适用于非导体管道，如塑料管道

18、，但有接地电极的传感器不需要。进口保护法兰当介质有强磨损性时选用。电极的选择电极材料耐蚀及耐磨性能不锈钢0Crl8Nil2M02Ti用于工业用水、生活用水、污水等具有弱腐蚀性的介质，适用于石油、化工、钢铁等工业部门及，市政、环保等领域。哈氏合金B对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐蚀性，也耐硫酸、磷酸、氢氟酸、有机酸等非氯化性酸、碱，非氧化性盐液的腐蚀。哈氏合金C能耐非氧化性酸，如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀，也耐氧化性盐类如：Fe，”、Cu”下或含其他氧化剂的腐蚀，如高于常温的次氯酸盐溶液、海水的腐蚀钛能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硫酸)、有机酸、碱的腐蚀。不

19、耐较纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀，但如酸中含有氧化剂(如硝酸、Fc、Cu)时，则腐蚀大为降低。钽具有优良的耐蚀性和玻璃很相似。除了氢氟酸、发烟硫酸、碱外，几乎能耐切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和l 50以下的硫酸)的腐蚀。在碱中刁；耐蚀。铂钛合金几乎能耐切化学介质，但不适用于王水和铵盐。不锈钢涂覆碳化钨用于无腐蚀性，强磨损性的介质。电磁流量计简单说是由流量传感器变送器组成的。流量传感器是把流过管道内的导电液体的体积流量转换为线性电信号。其转换原理就是著名的法拉第电磁感应定律，即导体通过磁场，切割电磁线，产生电动势。流量传感器的磁场是通过励磁实现的，分直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。现

20、在大多流量传感器采用低频方波励磁。变送器是由励磁电路、信号滤波放大电路、A/D采样电路、微处理器电路、D/A电路、变送电路等组成。电磁流量计的安装要求是一定要安装在管路的最低点或者管路的垂直段，但是一定是在满管的情况下，对直管段要求是前5D后3D，这样才能保证电磁流量计的使用和对精度的要求。电磁流量计安装环境要求一、传感器安装环境的选择电磁流量传感器外壳防护等级一般是IP65（国际GB4208外壳防护等级防尘防碰水级），其安装场所的选择请参阅 第五章第五节。安装环境的主要要求是：（1）传感器应安装在干燥通风的地方，避免潮湿、容易积水受淹的场所，还应尽量避免阳光直射和雨水直接淋浇。（2）应尽可能

21、避免安装在周围环境温度过高的地方。一体型结构的电磁流量计还受制于电子元器件环境温度，要低些。（3）安装传感器的管道上应无较强的漏电流，应尽可能地远离有强电磁场的设备，如大机电、大变压器等，以免引起电磁场干扰；（4）安装传感器的管道或地面不应有强烈的震动，特别是一体型仪表；（5）安装传感器的地点要考虑工作人员现场维修的空间。二、转换器安装环境的选择转换器作为现场指示用的现场安装仪表，它的安装场所一般应选择：周围环境温度在1045间；空气的相对湿度85；安装地点无强烈震动；周围空气不含有腐蚀性气体；转换器应尽量安装在室内。安装在室外时，还应采取防日晒雨淋的措施。正确选型：仪表的选型是仪表应用中非常

22、重要的工作，据有关资料表明，仪表在实际应用中有2/3的故障是仪表的错误选型和错误的安装而造成的,，特别注意。收集数据 被测流体名称； 最大流量、最小流量； 最高工作压力； 最高温度、最低温度。被测流体必须具备一定的导电性，导电率5uS/cm。最大流量和最小流量，必须符合下表中的数。(扩展流程范围0.115m/s)电磁流量计产品特点：1、 高清晰度背光LCD显示，全中文菜单，使用方便、操作简单;2、 能测量导电液体或固液两相流的流量，管道无附加压力损失；3、 结构简单、安装使用方便、测量精度高、工作可靠；4、 测量结果不受被测液体的压力、温度、密度、粘度等物理参数影响，适用范围广；5、 具有双向

23、流量测量功能，能显示正、反向流量，并具备双向电流、频率输出，分别记录、保存；6、 具备上下限设定和报警功能，用户可自行设定上下限值超限时有报警指示，并具备输出接口；7、 具有故障自诊断功能，当励磁线圈开路时，能自动报警并显示，可以判别传感器是否空管；8、 具有4-20毫安电流信号输出和流量脉冲信号输出；9、 可选RS485RS232HART通讯输出接口，可直接与上位机或二次仪表联网远传显示数据；10、采用EEPROM数据存储技术，具备历史数据的 存储与查询功能；11、公称通径DN15DN3000。传感器衬里和电极材料有多种选择；12、转换器采用新颖励磁方式，功耗低、零点稳定、精确度高。流量范围

24、度可达1500：1；13、转换器可与传感器组成一体型或分离型及高压型和防爆型防护等级按照国家标准GB4208-84和国际电工委员会标准IEC529-76关于外壳防护等级的标准为：IP65：防喷水型，允许水龙头从任何方向对传感器喷水，喷水压力为30kPa，出水量为2.5L/s，距离为3m。IP68：潜水型，长期工作在水中。防护等级应根据实际情况来选择，传感器装在地面以下，经常受水淹的，应选用IP68，传感器安装在地面以上，应选用IP65。附加功能基本型已带显示、输 出420mA和01kHz报警等功能，可根据实际情况加选其他附加功能。分体安装：传感器需安装在地面以下或 其他原因，应选择分体安装方式

25、。RS-485通讯 需传感器和其他设备通讯，则需选 用RS-485通讯功能。2.测量范围的选择内径（mm）1015202532405065Qmin（m3/h）0.02830.06360.120.1760.290.4520.71.19Qmax（m3/h）4.249.5416.9626.543.4267.85106.0179.0内径（mm）80100125150200250300350Qmin（m3/h）1.82.824.416.3611.317.625.434.6Qmax（m3/h）271.0424.0662.0954.01690265038105190内径（mm）400450500550600

26、700800900Qmin（m3/h）45.257.277.685.5101.0138.0180.0229.0Qmax（m3/h）67808570106001280015200207002710034300内径（mm）10001100120014001600180020002200Qmin（m3/h）282.0342.0407.0554.1732.7916.01131.01368.4Qmax（m3/h）42400513006100083121108566137404169635205258电磁流量计的维护与保养1、日常维护仅需对仪表作周期性直观检查，检查仪表周围环境，扫除尘垢，确保不进水和其他

27、物质，检查接线是否良好，检查仪表附近有否新装强电磁场设备或有新装电线横跨仪表。 若是测量介质容易沾污电极或在测量管壁内沉淀、结垢、应定期作清垢、清洗。2、故障查找流量计开始投运或正常投运一段时间后发现仪表工作不正常，应首先检查流量计外部情况，如电源是否良好、管道是否泄露或处于非满管状态、管道内是否有气泡、信号电缆是否损坏、转换器输出信号（即后位仪表输入回路）是否开路。切记盲目拆修流量计。3、传感器检查测试设备：500M绝缘电阻测试仪一台，万用表一只。测试步骤：（1） 在管道充满介质的情况下，用万用表测量接线端子A、B与C之间的电阻值，A-C、B-C之间的阻值应大至相等。若差异在1倍以上，可能是

28、电极出现渗漏、测量管外壁或接线盒内有冷凝水吸附。（2） 在衬里干燥情况下，用M表测A-C、B-C之间的绝缘电阻（应大于200M）。再用万用表测量端子A、B与测量管内二只电极的电阻（应呈短路连通状态）。若绝缘电阻很小，说明电极渗漏，应将整套流量计返厂维修。若绝缘有所下降但仍有50M以上且步骤（1）的检查结果正常，则可能是测量管外壁受潮，可用热风机对外壳内部进行烘干。（3） 用万用表测量X、Y之间的电阻，若超过200，则励磁线圈及其引出线可能开路或接触不良。拆下端子板检查。（4） 检查X、Y与C之间的绝缘电阻，应在200M以上，若有所下降，用热风对外壳内部进行烘干处理。实际运行时，线圈绝缘性下降将

29、导致测量误差增大、仪表输出信号不稳定。（5） 如判定传感器有故障，请与电磁流量计生产厂家联系，一般现场无法解决，需到厂家维修。4、转换器检查如判定是转换器故障，经检查外部原因没问题的情况下，请与电磁流量计生产厂家联系，厂家一般会采取更换线路板的方式解决。安装电磁流量计的方法以及注意事项注意事项1.尽量避开铁磁性物体及具有强电磁场的设备，以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信号。2.应尽量安装在干燥通风之处，避免日晒雨淋，环境温度应在-2060，相对湿度小于85%。3.流量计周围应有充裕的空间，便于安装和维护。安装要求电磁流量计的测量原理不依赖流量的特性，如果管路内有一定的湍流与漩涡产生在非测量区

30、内（如：弯头、切向限流或上游有半开的截止阀）则与测量无关。如果在测量区内有稳态的涡流则会影响测量的稳定性和测量的精度，这时则应采取一些措施以稳定流速分布：a. 增加前后直管段的长度；b. 采用一个流量稳定器；c. 减少测量点的截面。1对外部环境的要求1.1流量计应避免安装在温度变化很大或受到设备高温辐射的场所，若必须安装时，须有隔热、通风的措施。1.2流量计最好安装在室内，若必须安装于室外，应避免雨水淋浇，积水受淹及太阳暴晒，须有防潮和防晒措施。1.3流量计应避免安装在含有腐蚀性气体的环境中，必须安装时，须有通风措施。1.4为了安装、维护、保养方便，在流量计周围需有充裕的安装空间。1.5流量计

31、安装场所应避免有磁场及强振动源，如管道振动大，在流量计两边应有固定管道的支座。2. 管道式电磁流量计标准管道式管道安装类型安装示意图前直管道L后直管道S水平管图a5D3D弯管图b10D5D扩口管图c10D5D阀门下游图d10D5D收缩管图e5D2D泵下游图f15D5D混合液图g30D3D2.1对直段的要求为了改善涡流与流场畸变的影响，流量计安装的前、后直管段长度有一定要求，否则会影响测量精度（也可安装整流器，尽量避免在靠近调节阀和半开阀门之后安装）。2. 管道式电磁流量计2.2对工艺管的要求流量计对安装点的上、下游工艺管有一定的要求，否则影响测量精度。a上、下游工艺管的内径与传感器的内径相同，

32、并应满足：0.98DND1.05DN（式中DN：传感器内径，D：工艺管内径）b工艺管与传感器必须同心，同轴偏差应不大于0.05DN2.3旁通管的要求为了方便检修流量计，最好为流量计安装旁通管，另外，对重污染流体及流量计需清而流体不能停止的，必须安装旁通管。a方便流量计的检修b对重污染流体必须安装c流体不能停止而流量计需清洗3插入式电磁流量计安装3.1对直管段的要求入口/出口直管段：入口应10DN；出口应5DN；3.2对接地点要求为了使仪表可靠的工作，提高测量精度，不受外界寄生电势的干扰/传感器应有良好的接地，接地电阻小于10.（若金属管道接地良好时，无须专设接地装置）3插入式电磁流量计安装3.3 对安装位置要求如图所示插入电磁流量计根据现场管路情况不一，不加装球阀的流量计，应在不带压倒管路上安装（即不带