一体化电磁流量传感器

    电磁流量传感器是由电磁流量计和电磁流量转换器两部分组成，用于测量导电液体与浆液的瞬时流量与体积流量。电磁流量传感器在结构上可分为分体式和一体式两种，分体式电磁流量传感器的传感器与转换器为各自独立结构，传感器装在管道上，转换器可安装在离传感器200m以内的场所。那么它的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，即导电液体在磁场中作切割磁力线运动时，导体中产生感应电压，其感应电压为：U=DBvK式中：K=仪表常数B=磁感应强度D=测量管的内直径v=测量管截面内的平均流速测量流量时，流体流过垂直于流动方向的磁场，导电性液体的流动感应出一个与平均流速成正比的电压，因此要求被测的流动液体具有限度的电导率。

    影响一体式电磁流量传感器正常工作的因素很多，其中最主要的有如下两点：

    一、 非轴对称流动引起的误差

    流体在管内流速为轴对称分布时，且在均匀磁场中，一体式电磁流量传感器电极上所产生的电动势的大小与流体的流速分布无关，与流体的平均流速成正比，而非轴对称流速分布时，即每个流动质点相对于电极几何位置的不同，对电极所产生的感应电动势的大小也不同，愈靠近电极，速度大的质点所产生的感应电动势越大，因此，必须保证流体流速为轴对称。如管内流速为非轴对称分布就会引起误差。因而在选装电磁流量传感器时要尽可能保证直管段的要求以减小其所引起的误差。

    二、 流体电导率的问题

    流体电导率的降低，将增加电极的输出阻抗，并且由转换器输入阻抗引起的负载效而产生误差，因此，按如下所述原则，规定了一体式电磁流量传感器应用中流体的电导率的下限。

    一体化电磁流量传感器的调试期故障一般出现在仪表安装调试阶段，一经排除，在以后相同条件下不会再出现。常见的调试期故障通常由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起。

    在安装方面的故障分析

    通常是一体化电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，常见的如将一体化电磁流量传感器安装在易积聚气体的管系点；或安装在自上而下的垂直管上，可能出现排空；或一体化电磁流量传感器后无背压，流体直接排入大气而形成测量管内非满管。

    在使用环境方面的故障分析

    一体化电磁流量传感器通常主要是管道杂散电流干扰，空间强电磁波干扰，大型电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护就可获得满意结果，但如遇到强大的杂散电流（如电解车间管道，有时在两电极上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V），尚需采取另外措施和一体化电磁流量传感器与管道绝缘等。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入，通常采用单层或多层屏蔽予以保护。

    在流体方面的故障分析

    被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响一体化电磁流量传感器的正常工作，但随着气泡的增大，仪表输出信号会出现波动，若气泡大到足以遮盖整个电极表面时，随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动。低频方波励磁的一体化电磁流量传感器测量固体含量过多浆液时，也将产生浆液噪声，使输出信号产生波动。测量混合介质时，如果在混合未均匀前就进入一体化电磁流量传感器进行测量，也将使输出信号产生波动。

    一体式电磁流量传感器与转换器之间的连接电缆愈短愈好。但有些现场受安装环境位置的限制，转换器与传感器的距离较远，这时要考虑连接电缆的长度问题。智能电磁流量传感器中的传感器与转换器之间的连接电缆的长度又由电缆的分布电容和被测流体的电导率决定。

    在实际使用一体式电磁流量传感器中，当被测流体的电导率是在一定的范围之间，因此就决定了电极与转换器之间电缆的长度。当电缆长度超过长度时，由电缆分布电容引起的负载效应就成了问题。为防止这种情况发生，使用双芯两层屏蔽电缆，由一体式电磁流量传感器中的转换器提供低阻抗电压源使内侧得到相同的电压，以形成屏蔽，即使芯线与屏蔽之间有分布电容存在，但与屏蔽是同电位，则两者之间就无电流通过，也无电缆的负载效应存在，因此可延长信号电缆长度。另外，还可用特殊信号传输电缆延长转换器与传感器之间的长度。

    电磁流量传感器应安装在便于维修，管道无振动、无强电磁干扰与热辐射影响的场所。液体电磁流量传感器的典型安装管路系统，各部分的配置可视被测对象情况而定，并不一定全部都需要。电磁流量传感器对管道内流速分布畸变及旋转流是敏感的，进入传感器应为充分发展管流，因此要根据传感器上游侧阻流件类型配备必要的直管段或流动调整器，若上游侧阻流件情况不明确，一般推荐上游直管段长度不小于20D，下游直管段长度不小于5D，如安装空间不能满足上述要求，可在阻流件与传感器之间安装流动调整器。传感器安装在室外时，应有避直射阳光和防雨淋的措施。

    交流正弦波励磁，当交流电源电压(有时是频率)不稳时，磁场强度将有所改变，所以电极间产生的感应电动势也变动，因而，必须从传感器取出对应于计算磁场强度的信号，作为标准信号。这种励磁方式易引起零点变动，而降低其测量精度。

    非正弦波交流励磁，是采用低于工业频率的方波或三角波励磁的方式，可以认为产生恒定直流，周期性地改变极性的方式，因这种励磁电源稳定，故不必为除去磁场强度的变动而进行运算。

    交流励磁方式的主要问题是感应噪声严重。

    直流励磁方式，是在电极上的极化电位成了重要障碍。故一定值的直流励磁方式仅适用于非电解质(如液态金属)液体的测量。

    在测量自来水、源水等水溶液时，一般采用周期性间歇的直流励磁方式。间歇周期应选为交流电源周期的整数倍，可消除交流电源频率的噪声，排除了交流磁场的电涡流和直流磁场的极化干扰。

    一体式电磁流量传感器适用于各种导电液体的流量测量，如自来水，污水，泥浆，纸浆，各种饮料，化学原料，粘稠液体和悬浮液等。

    1.无截流部件，不存在堵塞现象，因而适用于测量有悬浮物、固体颗粒和纤维等两相流，另外由于清洗和灭菌消毒方便，故特别适用于食品和制药工业。  一体式电磁流量传感器

    2. 测量结果不受温度，压力，密度，导电率等介质物理特性和工况条件的影响，其输出信号与被测流体的体积流量成正比。

    3. 对强腐蚀性，强磨损性介质具有良好的适应性。

    4. 具有优异的量程比，在低流速或流量变化幅度较大的应用领域（如自来水行业）具有良好的适用性。

    5. 具有正/反双向流量测量功能。

    6.提供电磁流量传感器多段非线性修正和传感器零点修正以及自动校零功能。

    7. 采用无线遥控、红外遥控功能以及按键操作，非常方便。

    8. 具有全中文（英文）友好界面，操作简捷明了。

    9. 具有多级密码管理，多种极限报警参数设置功能。

    10.具备转换器本机自检功能。

    11.采用宽范围电源模式可供选择（DC：18V~36VAC：85V~265V）。

    12.采取一体及分离组合型设计，转换器和传感器双重系数设定，使转换器具有可替换性，模块化板卡设计，升级维护迅捷简便。

    13. 具备防雷电保护设计电路。高效抗干扰电路，适用各种恶劣环境。

    14.HART和485输出通讯可供选择。

    15. 采用整体焊接结构，密封性能良好。

    16. 结构简单可靠，无可运动部件，无压力损失，工作寿命长。

    一体化电磁流量传感器是根据法拉第电磁感应定律设计的，在测量管轴线和磁场磁力线相互垂直的管壁上安装一对检测电极，当导电液体沿测量管在交变磁场中，与磁力线成垂直方向运动时，导电液体切割磁力线产生感应电动势，此感应电动势由测量管上的两个检测电极检出。用下列公式表示：

    E=KBVD

    式中：E－感应电动势

    K－与磁场分布及轴向有关的系数

    B－磁感应强度

    －导电液体平均流速

    D－管内径