插入式电磁流量计

一、仪表概述：

插入式电磁流量计其特征在于：传感器的外形为圆柱形结构，内部安装有产生磁场的线圈，在传感器的外侧形成外发射磁场，利用安装在传感器端部的测量电极，感测流体经过时切割磁力线产生的电动势信号，从而达到测量流量的目的。通过采用圆柱形结构，其加工工艺简单，检测灵敏度高，不易挂附着物，检测流量范围大（尤其可测低流速），安装底座较小，管道开孔直径60mm左右，由于采用较粗直径的插入杆，提高了插入杆的刚性，流速较高时不会产生挠动。无活动部件，不易损坏，维护量小等特点。此传感器与传统的将一个小型的电磁流量计安装在插入杆端部，放在管道内测量相比较，结构更为简单，体积更为小巧。

二、测量原理：

插入式电磁流量计根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，数值大小与流量成正比例，其值为：E=KBVD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，变换滤波用一系列的数字处理后，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。

三、适用场合：

插入式电磁流量计主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。如水、污水、泥浆、纸浆、各种酸、碱、盐溶液、食品浆液等，应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理，水利建设等领域。

四、性能特点：

1、电磁流量计的传感器结构简单，测量管内没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失，是流量计中运行能耗良好的流量仪表。

2、可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件，与被测流体接触的只是测量管内衬和电极，其材料可根据被测流体的性质来选择。例如，用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做内衬，可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；采用耐磨橡胶做内衬，适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体。

3、电磁流量计是一种体积流量测量仪表，在测量过程中，它不受被测介质的温度、粘度、密度以电导率（在一定范围）的影响。因此，电磁流量计需经水流标定后，用来测量其它导电性液体的流量。

 4、电磁流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比，而与对称分布下的流动状态（层流或湍流）无关。所以电磁流量计的量程范围极宽，其测量范围度可达100：1，有的甚至达1000：1的可运行流量范围。

5、电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，也可测量正反两个方向的流量。

五、目前仍然存在的主要不足如下。

1、不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。

2、不能用来测量电导率很低的液体介质，如对石油制品或有机溶剂等介质。

3、电磁流量计由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制，不能用于测量高温介质；如未经特殊处理，也不能用于低温介质的测量，以防止测量管外结露（结霜）破坏绝缘。

4、电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。

六、技术指标：

仪表精度：管道式0.5级、1.0级；插入式2.5级；

测量介质：电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体；

流速范围：0.2～8m/s；

工作压力：1.6MPa；

环境温度：-40℃～+50℃；

介质温度：聚四氟乙烯衬里≤130℃。      

橡胶材质衬里≤65℃；

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：4～20mA.DC，负载电阻0～750Ω；

通讯输出：RS485或CAN总线；

电气连接：M20×1.5内螺纹，φ10电缆孔；

电源电压：90～220V.AC、24±10%V.DC；

功耗：≤10VA。

七、安装地点的选择：

为了使变送器工作稳定，在选择安装地点时应注意以下几方面的要求：

1、尽量避免铁磁性物体及具体强电磁场的设备（如大电机、大变压器的等），以免磁场影响传感器的工作磁场和瞬时流量稳定性。

2、应尽量安装在干燥通风之处，不宜在潮湿，易积水的地方安装。

3、应尽量避免日晒雨淋，避免环境温度高于45℃及相对湿度大于95.9%。

4、选择便于维修，活动方便的地方。

5、流量计应安装在水泵后端，不能在抽吸侧安装；阀门应安装在流量计下游侧。

八、结构形式：

1、传感器：

传感器主要由测量导管、测量电极、励磁线圈、铁芯、磁轭和壳体组成。

a、测量导管：由不锈钢导管、衬里和连接法兰组合而成，为被测液体现场工况测量的载体。

b、测量电极：安装在测量导管内侧壁，与轴流方向垂直，使测量液体产生信号的一对电极。

c、励磁线圈：在测量导管内产生磁场的上下两个励磁线圈。

d、铁芯和磁轭：将励磁线圈产生的磁场导入液体，并构成磁回路。

e、壳体：仪表外包装。

2、转换器：

为智能二次表，其将流量信号放大处理，单片机运算后，可显示流量、累计量，并能输出脉冲、模拟电流等信号，用于流体流量的计量或控制。

3、产品组装形式：

其分为一体型和分体型两种形式。

a、一体型： 传感器和转换器一体安装。

b、分体型：传感器和转化器分离安装，通过连接电缆形成流量计量系统。

c、为适应不同介质测量的要求，传感器的衬里和电极材料可以有多种选择。

九、安装注意事项：

1、测量电极的轴线必须近似于水平方向；

2、测量管道内必须完全充满液体；

3、流量计的前方zui少要有5×D(D为流量计内径)长度的直管段，后方zui少要有3×D(D为流量计内径)长度的直管段；为方便安装和拆卸，可在电磁流量计后加装管道伸缩节； 

4、流体的流动方向和流量计的箭头方向*；

5、管道内要有真空会损坏流量计的内衬，需特别注意；

6、在智能电磁流量计附近应无强电磁场；

7、在流量计附近应有充裕的空间，以便安装和维护；

8、若测量管道有振动，在电磁流量计的两边应有固定的支座；

9、测量不同介质的混合液体时混合点与流量计之间的距离要有30×D(D为流量计内径)长度；

10、为方便流量计的清洗和维护，应安装旁通管道，并且保证流量计前5D后3D直管段；

11、如安装聚四氟乙烯内衬的流量计时，连接两法兰的螺栓应用力矩扳手匀拧紧，否则容易压坏聚四氟乙烯内衬。

十、接地保护时，必须注意以下几点： 

1、传感器、转换器应单独接地，不要连在电动机、工艺管道上，接地电阻应小于10欧姆。 

2、传感器的测量管、外壳、屏蔽线、转换器及二次仪表都要接地。 

3、传感器、转换器的接地在现场，去二次仪表的屏蔽层在控制室一侧接地，切勿多端接地，以免因电位不同而引入干扰。 

4、传感器安装在金属管道上，可将传感器的接地导线按制造厂的要求连接在管道法兰上，形成可靠的接地回路仪表的接地点应是一个独立的接地点，不可以共用其他电气设备的接地。