插入式電磁流量計
插入式電磁流量計
電磁流量計按照安裝方式可分為管道式、插入式，其中插入型電磁流量計是由插入式電磁流量傳感器（簡稱傳感器）與電磁流量轉換器配套組成，與管道通過安裝底座、球閥和壓緊螺母、定位螺釘連接。傳感器測量分測量管型和平面電極型兩種結構型式；測量管型傳感器適于測量清潔介質；平面電極型適于測量介質中含有其它雜質的液體流量測量。同時可分為有截止閥和無截止閥兩種形式。普通電磁流量計的價格除了和襯里和電極材料有關，還和其口徑大小有關，口徑越大，電磁流量計的價格越貴，但是插入型電磁流量計的價格基本不隨管徑而改變，因此在測量大口徑管道流量時，尤其適合使用插入型電磁流量計，可大大降低設備成本。被廣泛用于自來水、污水、石油化工、冶金、造紙等行業大中型管道中導電液體及漿液的流量測量。
測量原理及結構
（1）工作原理
插入型電磁流量計傳感器實際上是一種液體流速測量儀表。它是應用法拉第電磁感應定律的原理制成的流速測量儀表。用一個長桿將一個小的電磁流量傳感器插入到被測量管道中規定的位置，導電流體垂直流過傳感器的工作磁場時（轉換器向傳感器提供勵磁電流時，在勵磁線圈構成的勵磁系統中便產生工作磁場），相當于導體在磁場中作切割磁力線運動。根據法拉第電磁感應定律可知，在導體的兩端產生感應電動勢。此感應電動勢由接觸流體的一對電極來檢測。電動勢的大小與磁感應強度B、兩極間距離L和流體的平均流速呈正比。因此，只要測出的電動勢大小，再通過公式就可計算出流量的大小。
（2）結構
主要由測量頭（或測量管）、勵磁系統、插入桿、接線盒、安裝底座、密封定位機構等組成。
①測量頭（或測量管）：測量頭（測量管）處于管道被測流流速質點處，用來檢測該點的流速。測量頭（或測量管）由絕緣材料制成的端頭或者導管，在其上裝有一對電極。除電頭或測量管內壁外，其它部分與被測流體絕緣狀態。
②勵磁系統：勵磁系統的作用是產生一個工作磁場。它由勵磁線圈和鐵芯所組成。它被絕緣密封到插入桿內。
③插入桿：由不銹鋼材料制成。測量頭東測量管固定在插入桿內。勵磁引線和電極引線通過插入桿與被測介質密封并連接到接線盒中。插入桿上焊有方向指示桿，用以在安裝時保證工作磁場、流速和電極連線三者互相垂直，符合法拉第電磁感應定律的要求。
④接線盒：接線盒位于傳感器上部。接線盒內接線端子起到連接傳感器和轉換器的作用。
⑤安裝底座：安裝底座是焊接在被測管道上，用來與安裝球閥連接、插入電磁流量計傳感器的部分。
⑥密封機構：由不銹鋼材料制成的壓緊螺紋座、壓緊螺母、橡膠墊圈和定位螺釘等組成。用以密封插入電磁傳感器，使之能夠承受一定的工作壓力。
插入式電磁流量計特點
（1）不受溫度、壓力、密度、粘度和電導率(不小于低電導率)變化的影響。
（2）傳感器結構簡單，無節流件，不堵塞，故適合于帶有固體顆粒、纖維、懸浮物如泥漿、紙 漿、礦漿、污水等介質的測量。
（3）安裝簡單，不需斷流，現場可帶壓開孔 (1.0MPa以下)，既經濟又方便。
（4）顯示累積流量(十四位顯示)、瞬時流量(六位顯示)。
（5）操作設置方便，通過磁隔離鍵或面板上鍵盤或手操器或上位機均可完成設置。
（6）零點自校準，消除零漂移。
（7）在標定大流量范圍內，量程可任意設置。
（8）正反流向測量，若無特殊要求，出廠為正向測量。
（9）小信號切除功能，用戶可通過顯示器面板設置切除干擾性小流量。
（10）上下限報警，可根據用戶實際需要設定上下限瞬時流量，當流量超過上限或低于下限設定值時蜂鳴器報警或有繼電器輸出(用戶可選)。
（11）空管判斷，在工作狀態下，當流量計測量管內空管，瞬時流量顯示為零，右上角顯示報警。
（12）密碼鎖存功能，流量計通電后，若設置參數，須輸入密碼，進行參數設置。
（13）斷電保護功能，流量計運算結果和用戶設置參數在斷電后不會丟失，由E2PROM儲存，數據能長期保存，并可通過面板操作，查當前24小時內各小時累計流量。
（14）針對不同的導電介質，儀表系數可修正。
主要參數
適用管徑 | ≥80mm |
傳感器材質 | 不銹鋼(1Cr18Ni9Ti) |
測量范圍 | 可測量范圍0.1~10m/s； 量程上限范圍0.5~10m/s； 推薦使用范圍1~5m/s。 |
測量精度 | DN ≤ 150 時：為± 1.5%R； DN ≥ 200 時：為± 1.5%R ± 2.5%R。 |
介質導電率 | ＞ 5 μ s/cm |
工作壓力 | 1.0MPa，1.6MPa，4MPa，25MPa |
被測介質溫度 | -40℃~0℃，0℃~70℃，70℃~180℃ |
插入深度 | 傳感器定位桿軸線與管道軸線的夾角允差+5°,插入深度允差3mm。 |
輸出信號 | 4~20mADC，負載≤750Ω； 0~3kHz，5V有源，可變脈寬。RS485接口。 |
供電電源 | 220VAC±10%；50Hz±1Hz；24VDC±10%。 |
功耗 | ≤8W |
電纜長度 | 傳感器與軒換器之間連接電纜的大長度為100m。 |
工作環境 | 溫度為0～40℃；相對濕度小于85%；周圍空氣中不應含有腐蝕性氣體。 |
防護等級 | 一體式：IP65； 分體式：傳感器IP68，轉換器IP65。 |
安裝要求
（1）保證足夠直管段
流體在方向、管徑以及閥門開度變化時，會產生渦流和流場畸變，這樣會對傳感器電極的測量產生影響，從而影響儀表的精度。所以要盡可能地離開彎管、手閥、調節閥等部件一定距離。表中，D表示管道通徑，L表示傳感器到閥門或彎頭等部件的距離。
（2）保證良好的接地
傳感器輸出信號的接地點應與被測介質電氣連接。當流體切割磁力線產生流量信號時，以流體本身作為0電位，一個電極上產生正電勢，另一個電極上產生負電勢，不斷交替變化。因此，轉換器輸入端中點（信號電纜屏蔽層）必須與流體共處于0電位且導通，這樣才能構成對稱的輸入回路。轉換器的輸入端中點通過傳感器輸出信號的接地點與被測流體電氣連通。由于傳感器的輸出信號很小，只有幾毫伏，為了提高儀表抗*力，輸入回路中的0電位必須接地。由于一般金屬管道都與大地連通，流動介質通過金屬管道與大地電氣連接，所以并不要求電磁流量計單獨設置接地裝置，尤其是小口徑電磁流量傳感器。如果是非金屬管道，就一定要和單獨的接地線連接。
（3）保證傳感器正確的插入深度
由于流體在管道中的層流現象，靠近管壁的流體流速較慢，靠近管道中心的流體流速較快，根據計算管道的D/8處zui接近流體的平均速度。安裝時要計算管道的壁厚和法蘭管嘴的長度，確保傳感器的電極插深在D/8位置。不過也不是所有的插入式流量計傳感器都安裝在管道的D/8位置，也有少數安裝在管道的D/2位置，安裝前一定要認真研究安裝說明。
分體型電纜的鋪設和接線注意事項
（1）信號電纜不應與外界大電流動力電纜近距離平行鋪設。信號電纜一般應通過穿線鋼管與外界電纜電氣屏蔽。穿線鋼管應與大地線連接。
（2）明敷設時，信號電纜與動力電纜應有1m以上的距離。信號電纜與勵磁電纜也應分別穿管，用以屏蔽外界干擾。
（3）分體型電磁流量計傳感器與轉換器之間的距離在產品說明中有明確規定，如果用戶要求超過規定的范圍，在選型時要注明。
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