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維特銳集團股份有限公司上海分公司
主營產品： KRACHT流量計,KRACHT齒輪流量計,VSE流量計,meister流量開關,麥斯特流量計 |
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2013-4-3 閱讀(1801)
1. 概 述
電磁流量計（以下簡稱LDE）是利用法拉第電磁感應定律制成的一種
測量導電液體體積流量的儀表。50年代初EMF實現了工業化應用，近年
來世界范圍EMF產量約占工業流量儀表臺數的5%～6.5%。
70年代以來出現鍵控低頻矩形波激磁方式，逐漸替代早期應用的
工頻交流激磁方式，儀表性能有了很大提高，得到更為廣泛的應用。
2. 原理與機構
LDE的基本原理是法拉第電磁感應定律，即導體在磁場中切割
磁力線運動時在其兩端產生感應電動勢。如圖1所示，導電性液體在垂
直于磁場的非磁性測量管內流動，與流動方向垂直的方向上產生與流
量成比例的感應電勢，電動勢的方向按“弗來明右手規則”，其值如
下式
式中 E-----感應電動勢，即流量信號，V;
k-----系數；
B-----磁感應強度，T；
D----測量管內徑，m；
--- 平均流速，m/s。
設液體的體積流量為
，則
式中 K 為儀表常數，K= 4 KB/πD 。
LDE由流量傳感器和轉換器兩大部分組成。傳感器典型結構示意如
圖2，測量管上下裝有激磁線圈，通激磁電流后產生磁場穿過測量管，
一對電極裝在測量管內壁與液體相接觸，引出感應電勢，送到轉換器
。激磁電流則由轉換器提供。
3、 優 點
LDE的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管，因不易阻塞適用
于測量含有固體顆粒或纖維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿
、泥漿和污水等。
LDE不產生因檢測流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長
度管道的沿程阻力，節能*，對于要求低阻力損失的大管徑供
水管道zui為適合。
LDE所測得的體積流量，實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力
和電導率（只要在某閾值以上）變化明顯的影響。
與其他大部分流量儀表相比，前置直管段要求較低。
LDE測量范圍度大，通常為20：1～50：1，可選流量范圍寬。滿度
值液體流速可在0.5～10m/s內選定。有些型號儀表可在現場根據需要
擴大和縮小流量（例如設有4位數電位器設定儀表常數）不必取下作離線
實流標定。
LDE的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，從幾毫米到3m。可測正反
雙向流量，也可測脈動流量，只要脈動頻率低于激磁頻率很多。儀表
輸出本質上是線性的。
易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應用于腐蝕性流體。
4、 缺 點
LDE不能測量電導率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等。不能
測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。
通用型LDE由于襯里材料和電氣絕緣材料限制，不能用于較高溫度
的液體；有些型號儀表用于過低于室溫的液體，因測量管外凝露（或霜
）而破壞絕緣。
5、 分 類
場上通用型產品和特殊型儀表可以從不同角度分類。
如按激磁電流方式劃分，有直流激磁、交流（工頻或其他頻率）激
磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁。幾種激磁方式的波形見圖3。
按輸出信號連線和激磁（或電源）連線的制式分類，有四線制和二
線制。
按轉換器與傳感器組裝方式分類，有分離型和一體型。
按流量傳感器與管道連接方法分類，有法蘭連接、法蘭夾裝連接
、衛生型連接和螺紋連接。
按流量傳感器電極是否與被測液體接觸分類，有接觸型和非接觸
型。按流量傳感器結構分類，有短管型和插入型。
按用途分類，有通用型、防爆型、衛生型、防侵水型和潛水型等
。
6. 選用考慮要點
6.1 應用概況
LDE應用領域廣泛。大口徑儀表較多應用于給排水工程。中小口徑常
用于固液雙相等難測流體或高要求場所，如測量造紙工業紙漿液和黑
液、有色冶金業的礦漿、選煤廠的煤漿、化學工業的強腐蝕液以及鋼
鐵工業高爐風口冷卻水控制和監漏，長距離管道煤的水力輸送的流量
測量和控制。小口徑、微小口徑常用于醫藥工業、食品工業、生物工
程等有衛生要求的場所。
6.2精度等級和功能
市場上通用型LDE的性能有較大差別，有些精度高、功能多，有些精
度低、功能簡單。精度高的儀表基本誤差為（±0.5%～±1%）R，精度低
的儀表則為（±1.5%～±2.5%）FS，兩者價格相差1～2倍。因此測量精
度要求不很高的場所（例如非貿易核算僅以控制為目的，只要求高可靠
性和優良重復性的場所）選用高精度儀表在經濟上是不合算的。
有些型號儀表聲稱有更高的度，基本誤差僅（±0.2%～±
0.3%）R，但有嚴格的安裝要求和參比條件，例如環境溫度20～22℃，
前后置直管段長度要求分別大于10D,3D（通常為5D,2D）甚至提出流量傳
感器要與前后置直管組成一體在流量標準裝置上作實流校準，以減少
夾裝不善的影響。因此在多種型號選擇比較時不要單純只看高指標，
要詳細閱讀制造廠樣本或說明書做綜合分析。
市場上LDE的功能差別也很大，簡單的就只是測量單向流量，只
輸出模擬信號帶動后位儀表；多功能儀表有測雙向流、量程切換、上
下限流量報警、空管和電源切斷報警、小信號切除、流量顯示和總量
計算、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態等。有些型
號儀表的串行數字通信功能可選多種通信接口和芯片（ASIC），以
連接HART協議系統、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF現場總線等。
6.3流速、滿度流量、范圍度和口徑
選定儀表口徑不一定與管徑相同，應視流量而定。流程工業輸送
水等粘度不同的液體，管道流速一般是經濟流速1.5～3m/s。LDE用在
這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。
LDE滿度流量時液體流速可在1～10m/s范圍內選用，范圍是比較寬
的。上限流速在原理上是不受限制的，然而通常建議不超過5m/s，除
非襯里材料能承受液流沖刷，實際應用很少超過7m/s，超過10m/s則更
為罕見。滿度流量的流速下限一般為1m/s，有些型號儀表則為0.5m/s
。有些新建工程運行初期流量偏低或在流速偏低的管系，從測量精度
角度考慮，儀表口徑應改用小于管徑，以異徑管連接之。
用于有易粘附、沉積、結垢等物質的流體，選用流速不低于2m/s
，提高到3～4m/s或以上，起到自清掃、防止粘附沉積等作用。用
于礦漿等磨耗性強的流體，常用流速應低于2～3m/s ，以降低對襯里
和電極的磨損。
在測量接近閾值的低電導液體，盡可能選定較低流速（小于0.5～
1m/s），因流速提高流動噪聲會增加，而出現輸出晃動現象。
LDE的范圍度是比較大的，通常不低于20，帶有量程自動切換功能
的儀表，可超過50～100。
國內可以提供的定型產品的口徑從10mm到3000mm，隨然實際應用還
是以中小口徑居多，但與大部分其他原理流量儀表（如容積式、渦輪式
、渦街式或科里奧利質量式等）相比，大口徑儀表占有較大比重。某企
業近萬臺儀表中，50mm以下小口徑、65～250mm中口徑、300～900mm大
口徑、1000mm以上超大口徑分別占37%、45%、15%和3%。
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