电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律测量导电流体体积流量的仪表。它以其众多特点而广泛应用于各个工业领域,在铝厂主要用于工业回水、矿浆和碱液的流量检测。
1工作原理
根据法拉第电磁感应定律,在均匀磁场下,一个导体沿着与磁场垂直的方向运动时,感应电动势为:
U= Hdv (1)
其中:一感应电压;
H一磁场强度;
d一导体宽度；
v一导体运动速度。
设在内径为d的管道中导电性流体流量为P,则
P=vπ(d/2)² (2)
由(1)、(2)可得:
U=4 BP/πd (3)
由(3)可见,对于确定管道一定磁场下,测出感应电压U,即可确定流量。
2.特点
从其原理可以看出,只要流体具有导电性,电磁流量计即可完成流量测量,电磁流量计具有以下特点：
(1)其测量不受流体温度、压力、密度、粘度的影响。
(2)流量计内部直通光滑,不对流体产生阻力,无压力损失。
(3)直接进行电测量,响应速度快。
(4)检测部无运动部件,不会发生滴现象。
(5)可以测量正反向流体流量而不损害流量计。
(6)输出电压正比于流量,计量精度高。
(7)内村可采用聚四氯乙烯塑料和氧化铝肉瓷,具有很强的抗腐蚀性,可以测量强酸高碱等腐蚀性流体。
(8)量程比宽。
3.应用中的注意事项
在测量流量时,如果仅是装上仪表,读出测量值,不一定就能获得准确的流量数据。为了准确测量,不仅要懂得流量计的原理和特点,也要注意整个测量系统的有关事项。山西铝厂自1987年以来,使用了大量电磁流量计,如开封仪表厂的100多台,E+H的60多台,还有 Krohne和SSK等,口径从15mm-30mm不等,从多年的使用情况看,都需要在选型、安装、使用、维护几个环节上加以把握,都要有专业人员认真操作,否则往往造成不可想象的损失。如在安装E+H电磁流量计时,安装人员在施工中为了方便,擅自割掉了流量计法兰外的环形垫,造成流体滲入检测器内面致使仪表报废。下面就从电磁流量计的选型、安装、使用3个方面进行讨论。
3.1选型上应注意的事项
(1)根据流体温度,硬质颗粒含量和颗粒大小来决定选用不同内村的电磁流量计。
(2)注意电磁流量计适应的流体压力范田(一般为:-0.098MPa~2.941MPa),流体压力过高会影响电极寿命,过低则可能引起内村脱落。
(3)量程要适合工艺实际,一是为了保证测量精度;二是测量上限要考虑仪表内村磨损,一般正常工艺流量为量程的80%-90%,测量下限要考虑检测器信噪比。
(4)如流体中含有铁砂等磁体,会扰乱仪表磁场而产生误差。
(5)流体含有气泡时,所测流景为包括气泡的体积流量。
(6)如流体有沉淀或结疤现象,会引起电极被异物覆益而造成仪表零点变动,目前在电极上加超声波的方法可消除流体在电极上的沉淀和结疤。
(7)流体内颗粒可能会撞击电极而形成尖峰噪声,影响流量计指示稳定性,在这种情况下可以采用多孔肉瓷或导电橡胶盖电极的电磁流量计。
3.2安装时的注意事项
(1)为保证流体流速均匀,要注意在电磁流量计的上游方向有5d的直管段,下游方向则可以不要求。
(2)尽量在垂直管道上安装,流体从下向上流;如要在水平管道安装,电极必须在水平方向,而不能一上ー下,仪表之后应有上行管道以保证流体满管。
(3)不能为了安装方便而损坏仪表部件。
(4)安装时要防止对工艺管道增加过大应力,特别是高温高压管道上,如无法避免应安装弯管以释放应力。
(5)在仪表前后安装截止阅或旁路管道以方便仪表安装拆卸。
(6)防止电磁干扰,远离大型电机、变压器等磁源,做好仪表接地。
3.3使用方面的注意真项
(1)电磁流量计内村耐压不附拉,如在垂直管进上安装时,后方阕门关闭,前方流体回流在管道内造成负压,易使内村损坏。
(2)新装管道启用时,应选用短管代替流量计,以防管道中焊屑铁渣等异物划坏仪表内村。
(3)仪表进线孔应密封好,以防腐蚀性气体、粉尘从进段孔进人仪表而损坏电路。
(4)定期检查零点源移情况,以确认电极工作状态。
(5)定期校验仪表,在更换主扳、电源板时也应重新标定仪表。电磁流量计原理式(3)是在磁场均匀无限大的理想情况下使用计算的,对于电磁流量计实际来讲,应该用以下公式计算:
U=Kx4 BP/d
式中K为修正系数。
如E+H电磁流量计,可用其专门校验仪JK6000进行0~100%校验,有偏差时应对“CALF”进行修改,使流量计与校验仪示值一致。在使用中,我们曾于同一时期,发现几台E+H电磁流量计出现同种故障:无显示及信号输出。经查发现其电源板上7815稳压块有断脱落现象,在校验台上实验,发现该块温度很高,结合现场管道振动严重的情况分析,断定是此稳压块在温度较高,振动较强的情况下发生管脚焊点脱落。后来E+H针对这一问题进行了改进,增加了稳压块散热片,之后就再未发生类似事件,可见仪表的完善与使用是相互关联的。
4.发展前景
流量不仅是计量的重要数据,也是工业过程控制系统的重要参量,它的测量关系到企业的效益,产品的质量。所以各国都很重视流量仪表的研制开发,电磁流量计是目前较为成熟又发展较快的流量仪表。从1953年第一台工业用电磁流量计投人市场以来,在应用中不断发现问题,解决问题,不断采用新技术,不断改进,如今电磁流量计得到了很大的发展。目前我国已有多家公司生产电磁流量计,从国际上看,不仅有测量满管的电磁流量计,而且已出现测量非满管的电磁流量计如( Fischer& Porter、东芝、Krohne),还出现了二线制电磁流量计(如山武,东芝,日立,E+H),以及电池供电式电磁流量计(如英国 Abbkent- Tayler公司的VBC型仪表)。我们在选择电磁流量计时,既要考虑前后所用仪表的一致性,也要考虑仪表发展的科学化,做到既经济实用,又准确可靠,为企业流量计量检测提供可靠数据,为提高企业经济效益做出贡献。