說到橫河電磁流量計(jì)工作原理,主要、重要的肯定要說道橫河自主研發(fā)的“雙頻勵(lì)磁”技術(shù)。
雙頻勵(lì)磁的英文翻譯為“Dual Frequency Excitation”。
雙頻勵(lì)磁方式利用了高頻勵(lì)磁和低頻勵(lì)磁的優(yōu)點(diǎn)而開發(fā)的一種勵(lì)磁方式。
單一的高頻勵(lì)磁或低頻勵(lì)磁容易受流體介質(zhì)的噪音頻率所影響,相近頻率的噪聲影響電磁流量計(jì)處理器的判斷和響應(yīng),相關(guān)的穩(wěn)定性很低,部分情況下會導(dǎo)致流量精度大大降低。
雙頻勵(lì)磁克服了高頻勵(lì)磁和低頻勵(lì)磁的缺點(diǎn),具有“不受流量噪聲影響”,“響應(yīng)速度快”,“零點(diǎn)穩(wěn)定性高”和“精度高”等優(yōu)點(diǎn)。
ADMAG AXF、AE和AM等橫河電磁流量計(jì)都采用了這種勵(lì)磁方式。比市場上常見的電磁流量計(jì)精度、穩(wěn)定性都有極大的提高。
橫河AXF電磁流量計(jì)工作原理:
基于法拉第電磁感應(yīng)定律。流量計(jì)的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙方波脈沖勵(lì)磁時(shí),將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為b的工作磁場。此時(shí),如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管。將切割磁力線感應(yīng)出電動勢e。電動勢e正比于磁通量密度b,測量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動勢e(流量信號)由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)化器將流量信號放大處理后,可顯示流體流量,并能輸出脈沖,模擬電流等信號,用于流量的控制和調(diào)節(jié)。
e=kbdv
式中:e---------------為電極間的信號電壓(v)
b-----------------磁通密度(t)
d------------------測量管內(nèi)徑(m)
v------------------平均流速(m/s)
式中k, d為常數(shù),由于勵(lì)磁電流是恒流的,故b也是常數(shù),則由e=kbdv可知,體積流量q與信號電壓e-成正比,即流速感應(yīng)的信號電壓e與體積q成線性關(guān)系。因此,只要測量出e就可確定流量q,這是 電磁流量計(jì) 的基本工作原理。
由e=kbdv可知,被測流量體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導(dǎo)率、液固兩兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會影響測量結(jié)果。至于流動狀態(tài)只要符合軸對稱流動(如層流或者紊流)就不會影響測量結(jié)果的。因此說電磁流量計(jì)是一中真正的體積流量計(jì)。對于制造商和用戶來說,只要用普通的水實(shí)際標(biāo)定后就可以測量其他任何導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量,而不需要任何修正。這是電磁流量計(jì)的一突出優(yōu)點(diǎn),是其他任何 流量計(jì) 所沒有的。測量管內(nèi)無活動及阻流部件,因此幾乎沒有壓力損失,并且有較高的可靠性。
橫河電磁流量計(jì)(智能電磁流量計(jì))測量原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,它主要用于測量封閉管道中的導(dǎo)電液體和漿液中的體積流量。包括酸、堿、鹽等強(qiáng)腐蝕性的液體。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、紡織、食品、制藥、造紙等行業(yè)以及環(huán)保、市政管理,水利建設(shè)等領(lǐng)域。
橫河電磁流量計(jì)的特點(diǎn):
1、測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響;
2、測量管內(nèi)*流動部件,無壓損,直管段要求較低;
3、系列公稱通徑DN15~DN1600。傳感器襯里和電極材料有多種選擇;
4、轉(zhuǎn)換器采用新穎勵(lì)磁方式,功耗低、零點(diǎn)穩(wěn)定、度高。
5、轉(zhuǎn)換器可與傳感器組成一體型或分離型;
6、轉(zhuǎn)換器采用16位高性能微處理器,2x16LCD顯示,參數(shù)設(shè)定方便,編程可靠;
7、流量計(jì)為雙向測量系統(tǒng),內(nèi)裝三個(gè)積算器:正向總量、反向總量及差值總量;
8、轉(zhuǎn)換器采用表面安裝技術(shù)(SMT),具有自檢和自診斷功能;
橫河電磁流量計(jì)有一體型和分離型之分,一體型和分離型各有優(yōu)點(diǎn),選擇的基本原則如下:分離型一般用于現(xiàn)場維護(hù)及調(diào)試時(shí)讀數(shù)不方便或經(jīng)常浸泡在水中和其它功能的場合。它也用于較惡劣的應(yīng)用場合,如:高溫流體、有振動源處及易爆環(huán)境中。大多數(shù)場合一體型和分離型都能滿足使用要求。
傳感器的口徑與連接的工藝管道口徑
一般情況,考慮安裝方便,不要選擇異徑管。但前提是流量計(jì)管內(nèi)的使用流速應(yīng)在0.3m/s~10m/s范圍內(nèi)。這種選擇常適用于新設(shè)計(jì)的工程,在選擇流速時(shí)既要考慮現(xiàn)在的工作情況,又要考慮將來設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的情況。流量、流速與口徑三者關(guān)系可查閱曲線圖。
但有時(shí)也選擇傳感器的口徑與連接的工藝管道口徑不相同。如:1.管道內(nèi)的流速偏低,工藝流量又較穩(wěn)定,為滿足儀表對流量范圍的要求,在流量計(jì)處局部提高流速,選擇傳感器口徑小于工藝管道口徑,在傳感器前后加接異徑管。
2.對于大口徑電磁流量計(jì),口徑越大,價(jià)格越高,對管道內(nèi)流速偏低,工藝參數(shù)穩(wěn)定的情況,可選用口徑較小的流量計(jì),這不僅使流量計(jì)運(yùn)行在較好的工作狀態(tài)下,同時(shí)降低投資成本。
如有需求,請見: 日本橫河YOKOGAWA電磁流量計(jì)