电磁流量计设计考虑和解决方案摘要.PDF

电磁流量计：设计考虑和解决方案 作者：Colm Slattery和李可 当今有哪些工业领域使用流量计？ 电磁感应技术为什么非常适合液体流量测量？ “若不能度量，则无法管理。”这是工业领域的一句口头禅，尤 对于液体流量测量，电磁流量计技术有多种优势。它的传感器 其适合于流量测量。简单说来，对流量监测的需求越来越多， 一般是连接到管道中，其直径与管道直径一致，因而测量时不 常常还要求更高速度和精度的监测。有几个领域中，工业流量 会干扰或限制介质的流动。由于传感器不是直接浸没在液体 测量很重要，比如生活废弃物。随着人们越来越关注环境保护， 中，没有活动部件，因此不存在磨损问题。 为使我们的世界更干净卫生、污染更少，废弃物的处置和监测 电磁方法测量的是体积流量，这意味着测量对流体密度、温度、 就变得非常重要。人类消耗着大量的水，随着全球人口增长， 压力和粘度等参数的变化不敏感。一旦用水标定电磁流量计， 用水量会越来越大。流量计至关重要，既能监测生活废水，也 就可以使用它来测量其他类型的导电流体，无需进一步标定。 是污水处理厂过程控制系统不可或缺的一部分。 这是其他类型流量计所不具备的一个重要优势。 流量计还被用于许多工业控制过程，包括化学/制药、食品饮 电磁流量计特别适合测量固液两相介质，例如泥浆等带悬浮泥 料、纸浆造纸等。此类应用常常需要在有大量固体存在的情况 土、固体颗粒、纤维或粘稠物的高导电率介质。它可用于测量 下测量流量 — 大部分流量技术不能轻松胜任这一要求。 污水、泥浆、矿浆、纸浆、化学纤维浆及其他介质。这使得它 输送计量领域处理两方之间的产品转移和支付，需要高端流量 特别适合食品、制药等行业，利用它可测量玉米糖浆、果汁、 计。实例之一是通过大型管道系统输送油品。在这种应用中， 酒类、药物、血浆及其他许多特殊介质。 流量测量精度随时间的变化即便很微小，也可能导致某一方损 失或获得重大利益。 图1. 污水处理厂简图 模拟对话 50-06 ，2016 年6 月 /zh/analogdialogue 1 电磁流量计的工作原理是什么？ 传感器输出范围是多少？ 电磁流量计的工作原理基于法拉第电磁感应定律。根据法拉第 传感器提供差分输出。其灵敏度典型值为150 μv/(mps)至200 μv/ 定律，当导电流体流经传感器的磁场时，一对电极之间就会产 (mps) 。由于激励电流的方向不断交替，因而传感器输出信号 生与体积流量成正比的电动势，其方向与流向和磁场垂直。电 幅度会加倍。对于0.5 米/秒至15 米/秒的流速测量范围，传感 动势幅度可表示为： 器输出信号幅度在75 μv 至4-6 mV 之间。图3 显示了用恒流 源激励且有流体流经传感器时的传感器输出信号。在传感器输 E = kBDv 出引线上捕捉到的示波器图显示，有一个电平非常低的信号位 其中，E 为感生电势，k 为常数，B 为磁通密度，D 为测量管 于较大共模电压上。紫色曲线对应正电极，红色曲线对应负电 的内径，v 为测量管内的流体在电极截面轴向上的平均速度。 极。粉色曲线是将正负电极相减的数学计算通道。低电平信号 位于较大共模电压之中。