ZEF電磁流量計(jì)工作原理傳感器是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管在交變磁場(chǎng)中作與磁力線(xiàn)垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，在與測(cè)量管軸線(xiàn)和磁力線(xiàn)相互垂直的管壁上安裝了一對(duì)電極，該電極把產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)檢出。此感應(yīng)電勢(shì)與流量成正比，測(cè)出該感應(yīng)電勢(shì)就可導(dǎo)出通過(guò)傳感器的流量,如圖(5.1)所示。此流量信號(hào)(感應(yīng)電勢(shì))輸入轉(zhuǎn)換器經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成與流量信號(hào)成正比的標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號(hào)0～10mA或(4-20)mA和O-10kHz頻率輸出，由此實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。

流量方程式  

結(jié)構(gòu)

傳感器主要有測(cè)量管、勵(lì)磁系統(tǒng)、電極、外殼和接線(xiàn)盒等組成。如圖所示。

測(cè)量管：測(cè)量管處于整個(gè)傳感器的中心位置，被測(cè)流體從測(cè)量管通過(guò)。測(cè)量管由不導(dǎo)磁的耐酸不銹鋼管與法蘭焊接而成，內(nèi)襯絕緣襯里。

勵(lì)磁系統(tǒng)：勵(lì)磁系統(tǒng)的作用是產(chǎn)生一個(gè)工作磁場(chǎng)，它由勵(lì)磁線(xiàn)圈和磁軛等組成。

電極：電極與被測(cè)介質(zhì)接觸，檢出流量信號(hào)，因此電極材料應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)腐蝕性能選用合適材料。

外殼：外殼起支撐、保護(hù)、密封作用。

接線(xiàn)盒：接線(xiàn)盒位于傳感器的頂部，接線(xiàn)盒內(nèi)有接線(xiàn)板起傳感器和轉(zhuǎn)換器相互連線(xiàn)作用。

1法蘭2接線(xiàn)盒3外殼4磁軛 5勵(lì)磁線(xiàn)圈6電極7接地螺栓 8絕緣襯里9測(cè)量管10底座

安裝和使用

1、安裝

安裝環(huán)境的選擇

(1)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備。如大電機(jī)、大變壓器等。

(2)安裝場(chǎng)所不應(yīng)有強(qiáng)烈震動(dòng)，環(huán)境溫度變化不大。

(3)ZEF電磁流量計(jì)便于安裝、維修的場(chǎng)所。

2、安裝位置的選擇

(1)傳感器上流向標(biāo)志與管道內(nèi)被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)的方向必須一致。

(2)安裝位置必須保正測(cè)量管內(nèi)始終充滿(mǎn)被測(cè)介質(zhì)。

(3)選擇流體流動(dòng)脈沖較小的地方，即應(yīng)遠(yuǎn)離泵和局部阻力件(閥門(mén)、彎頭等)。

(4)測(cè)量雙相流體時(shí)，應(yīng)選擇不易引起相分離的地點(diǎn)。

(5)應(yīng)盡量避免安裝在管內(nèi)呈現(xiàn)負(fù)壓的地方。

(6)當(dāng)被測(cè)介質(zhì)容易使電極、測(cè)量管內(nèi)壁產(chǎn)生粘附、結(jié)垢時(shí)，建議測(cè)量管內(nèi)流速不低于2m/s，此時(shí)可采用比工藝管徑略小的漸縮管。為在工藝管道不中斷流量情況下清洗電極和測(cè)量管，傳感器可采用并聯(lián)安裝，并帶清洗口。

(7)當(dāng)被測(cè)介質(zhì)容易使襯里磨損時(shí)，建議測(cè)量管內(nèi)流速不高于3 m/s,此時(shí)可采用比工藝管徑略大的直管段，直管段前加漸擴(kuò)管。

3、上游直管段要求

傳感器對(duì)上游直管段要求見(jiàn)表2，傳感器對(duì)下游沒(méi)有直管段要求，下游非直管段不會(huì)影響流量計(jì)的測(cè)量精度。當(dāng)上游和下游直管段通徑與傳感器通徑不一致時(shí)應(yīng)安裝漸擴(kuò)管或漸縮管，其圓錐角應(yīng)小于15°(優(yōu)先選取7～8°)然后與管道相連。

表2傳感器上游側(cè)最小直管段要求

注：L為傳感器公稱(chēng)通徑的倍數(shù)，D為傳感器公稱(chēng)通徑。

4、水平安裝

傳感器水平安裝時(shí)應(yīng)取兩電極為水平位置，這樣一旦介質(zhì)中含有氣泡或者沉淀物質(zhì)時(shí)，氣泡不會(huì)吸附在電極附近造成轉(zhuǎn)換器輸人端開(kāi)路，沉淀物也不會(huì)復(fù)蓋電極造成零漂等現(xiàn)象。如圖(6.1)

圖傳感器水平安裝時(shí)電極位置圖

為保證傳感器測(cè)量管內(nèi)始終充滿(mǎn)被測(cè)介質(zhì)，傳感器位置應(yīng)略低于管道的高度，或者使傳感器具有一定的正壓。

5、垂直安裝

對(duì)液固兩相介質(zhì)垂直安裝較為合理，一則可以防止被測(cè)介質(zhì)相分離，二則可以使傳感器內(nèi)測(cè)量管四周的襯里磨損比較均勻。在垂直安裝時(shí)，介質(zhì)流動(dòng)方向應(yīng)該自下而上，這樣才能確保傳感器內(nèi)測(cè)量管始終充滿(mǎn)被測(cè)介質(zhì)。

6、傳感器在管線(xiàn)上的安裝

（1）安裝現(xiàn)場(chǎng)與位置按需要進(jìn)行，但是電極軸線(xiàn)應(yīng)盡量近似水平(電極軸線(xiàn)與水平面的銳角不能超過(guò)于45°)，以避免氣泡覆蓋電極而出現(xiàn)輸出晃動(dòng)。

（2）測(cè)量管必須*充滿(mǎn)被測(cè)介質(zhì)。

（3）注意流動(dòng)方向。

（4）流量計(jì)直管段必須保證上游段10D，下游段5D(D為管道內(nèi)徑)。

（5）漩渦狀或螺旋狀的流體，要求增加上、下游直管段或安裝流體直管段。

（6）在流量計(jì)附近，應(yīng)避免強(qiáng)電磁場(chǎng)。

（7）對(duì)磨損性介質(zhì)，最好垂直安裝。

（8）不同液體的混合介質(zhì)，在混合點(diǎn)的上游或者適當(dāng)距離的下游，最小30D安裝流量計(jì)。

（9）注意以下情況：

   a.避免由附帶氣體引起的測(cè)量誤差以及由真空引起的對(duì)非粘合性PTFE和橡膠襯里的損害。

   b.開(kāi)口排放的管道，應(yīng)將流量計(jì)安裝在低段。

   c.對(duì)管道落差超過(guò)5m的地方，應(yīng)在流量計(jì)下游安裝空氣閥(真空)。

   d.對(duì)于長(zhǎng)管線(xiàn)，一般在流量計(jì)下游安裝控制閥。

   e.不能在泵抽吸側(cè)安裝流量計(jì)。

   f.不能安裝在自由振動(dòng)的管道上。

   g.傳感器安裝在地下。

7、在絕緣管道上的安裝

傳感器安裝在絕緣管道上時(shí)，兩端應(yīng)安裝金屬短管或接地法蘭如圖4.5，然后用導(dǎo)線(xiàn)將傳感器、金屬短管或接地法蘭連接一起接地。對(duì)于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)不能使用金屬短管或接地法蘭時(shí)可在絕緣管道上打孔安裝接地電極如圖。

塑料管道或襯膠管道、金屬短管

電纜的敷設(shè)

現(xiàn)場(chǎng)電纜的敷設(shè)有明敷設(shè)和暗敷設(shè)兩種，采用哪一種要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況而定。

為傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的電氣接線(xiàn)圖，由圖可知傳感器與轉(zhuǎn)換器之間有兩根電纜。一根是轉(zhuǎn)換器向傳感器提供激磁電源的電源線(xiàn)，一根是傳感器想轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)線(xiàn)。電纜敷設(shè)和接線(xiàn)時(shí)必須注意一下幾點(diǎn)：

信號(hào)線(xiàn)纜不應(yīng)與大電流的動(dòng)力線(xiàn)平行敷設(shè)。

傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的電氣連接必須按圖1。

傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的距離一般為100米之內(nèi)。本廠(chǎng)產(chǎn)品出廠(chǎng)時(shí)共有15米信號(hào)電纜和15米勵(lì)磁電纜，入長(zhǎng)度不夠時(shí)，請(qǐng)采用RVVP型雙芯聚氯乙烯絕緣屏蔽護(hù)套線(xiàn)，規(guī)格為2*32/0.2電纜線(xiàn)外徑為Φ8，或者在訂貨時(shí)向本廠(chǎng)著名，由本廠(chǎng)提供。

圖1傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的接線(xiàn)標(biāo)示圖

表3  傳感器外形尺寸和安裝尺寸

接地

傳感產(chǎn)生的流量信號(hào)非常微弱，通常為微伏和毫伏級(jí)，因此防止外界電磁干擾的影響是用好流量計(jì)的一個(gè)重要要求。

傳感器的接地要求有以下兩個(gè)方面：

被測(cè)介質(zhì)：傳感器和轉(zhuǎn)換器的接地端子和流量信號(hào)線(xiàn)的屏蔽層必須與被測(cè)介質(zhì)相通。

接地：

A、以大地為零電位，減少外界干擾。一般情況下工藝管道都是金屬管，本身都是接地的。但在外界電磁場(chǎng)干擾較大的情況下尤其是管道上雜散漏電流較大時(shí)，應(yīng)另行設(shè)置接地裝置，接地線(xiàn)采用總界面大于4mm2的多股銅線(xiàn)，但必須注意，傳感器的接地線(xiàn)決不能接在電機(jī)或其他電力設(shè)備的公共地線(xiàn)上，以免漏電流的影響。接地電阻應(yīng)小于10Ω。

B、當(dāng)工藝管道為金屬管道時(shí)，應(yīng)保證前后管道與傳感器外殼接觸電阻幾乎為零。

安裝中的注意事項(xiàng)

（1）在搬運(yùn)和吊裝傳感器時(shí)，應(yīng)該將吊索套在傳感器兩端法蘭旁頸部位置，切勿在測(cè)量管內(nèi)插入管棒進(jìn)行吊裝以免損壞襯里。

（2）安裝前，傳感器內(nèi)的電極用酒精棉花或清潔的細(xì)紗布自己擦除電極表面由于手摸原因造成的油脂性沾污物質(zhì)。

（3）安裝前用萬(wàn)用表檢查以下幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)：

（A）勵(lì)磁線(xiàn)圈阻值：勵(lì)磁線(xiàn)圈組織在20~80Ω范圍內(nèi)。即用萬(wàn)用表測(cè)量接線(xiàn)盒內(nèi)X、Y間的阻值。如電阻值為無(wú)窮大或?yàn)榱慵闯霈F(xiàn)斷路或短路現(xiàn)象。

（B）電極阻值：信號(hào)端子A和B分別于對(duì)應(yīng)電極導(dǎo)通。電阻值近似為零。

（C）絕緣電阻：勵(lì)磁線(xiàn)圈，信號(hào)端子與外殼之間的電阻應(yīng)為無(wú)窮大。即用萬(wàn)用表測(cè)量接線(xiàn)盒內(nèi)X、Y、A、B分別于外殼之間應(yīng)為不導(dǎo)通。

如出現(xiàn)異?，F(xiàn)象請(qǐng)與本廠(chǎng)聯(lián)系。

安裝時(shí)密封墊圈的內(nèi)徑應(yīng)與測(cè)量管襯里內(nèi)徑一致。必須保證接線(xiàn)盒內(nèi)的干燥，否則儀表可能會(huì)產(chǎn)生計(jì)量誤差。

運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作

（1）在安裝接線(xiàn)后正式投入運(yùn)行前應(yīng)再次檢查安裝、接線(xiàn)是否正確。

（2）將傳感器前閥門(mén)打開(kāi)，傳感器后閥門(mén)關(guān)閉，讓傳感器內(nèi)充滿(mǎn)被測(cè)介質(zhì)。

（3）用萬(wàn)用表檢查以下幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)：

   （A）勵(lì)磁線(xiàn)圈端子X(jué)、Y與外殼之間的電阻值應(yīng)為無(wú)窮大。

   （B）接線(xiàn)盒內(nèi)端子C與傳感器外殼、前后管道應(yīng)為同點(diǎn)位，即電阻值為零。

   （C）把萬(wàn)用表定為*1kΩ檔測(cè)量信號(hào)端子A和B分別與C端子間電阻值約為3~10kΩ而且有充放電現(xiàn)象。

（4）將轉(zhuǎn)換器接通電源。

（5）用萬(wàn)用表直流電壓檔2.5V或10V檔，測(cè)量勵(lì)磁線(xiàn)圈X、Y端子時(shí)，萬(wàn)用表指針出現(xiàn)低頻擺動(dòng)現(xiàn)象，說(shuō)明流量計(jì)勵(lì)磁系統(tǒng)正常。

（6）準(zhǔn)備工作完畢后，先打開(kāi)傳感器上游閥門(mén)，再緩緩打開(kāi)下游閥門(mén)，觀(guān)察轉(zhuǎn)換器時(shí)流量顯示應(yīng)向達(dá)的方向變化，說(shuō)明信號(hào)線(xiàn)接線(xiàn)方向正確。否則，應(yīng)切斷電源，將信號(hào)線(xiàn)A與B接線(xiàn)位置互換。

（7）打開(kāi)傳感器前后閥門(mén)，排液數(shù)分鐘，排除管內(nèi)氣體。

（8）關(guān)閉傳感器下游閥門(mén)，再關(guān)上上游閥門(mén)，使傳感器內(nèi)充滿(mǎn)被測(cè)介質(zhì)，然后進(jìn)行配套調(diào)整，傳感器與轉(zhuǎn)換器配套零點(diǎn)調(diào)整和儀表系數(shù)設(shè)定請(qǐng)?jiān)旈嗈D(zhuǎn)換器說(shuō)明書(shū)。