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NOHKEN电磁流量计的工作原理及结构与分类

NOHKEN电磁流量计的测量原理是基于法拉第电磁感应定律,它是一种测量导电性液体的体积流量的仪表,其用量在差压、浮子及容积式之后,成为第四种用量较大的流量仪表。
一、工作原理
根据法拉第电磁感应定律,导体在磁场中运动时切割磁力线,在导体的两端产生感应电动势。电动势的方向由右手定则确定。导电性液体的流动方向、磁场和感应电动势的方向三者互相垂直。
二、结构与分类
1. 结构
电磁流量计由传感器、转换器和流量显示仪三部分组成。流量显示仪为通用仪表。

(1)传感器:由测量管、励磁系统、电极及壳体几部分组成。

①测量管:测量管是一根高电阻率的非磁性材料制成的带法兰的直管。在测量管内测应敷设绝缘内衬,内衬应有耐磨损、耐腐蚀及耐高温等性能。

②励磁系统:把叠片铁芯用铜导线绕制成两个鞍形线圈,分别夹持在测量管的上下两侧,它们所产生的磁场方向与被测流体的流向垂直。

③电极:传感器的电极安装在与磁场垂直的测量管的两侧管壁上。它把被测介质切割磁力线所产生的流量信号引出,电极材料按被测介质的腐蚀性决定,但是必须为非磁性导电材料,如耐酸钢、含铝耐酸钢、哈氏合金、钛、钽、铂铱合金等。

④壳体:外壳由铸铁制成,它可防止外界腐蚀性气体的侵蚀及屏蔽周围的杂散磁场。采用铸铝外壳,虽能减轻重量,但杂散磁场对传感器略有影响,使用时应避开强磁场。

(2)转换器:转换器是将传感器输出的电压信号转换成与被测介质体积流量成正比的标准信号,以便于流量显示仪组合,实现流量显示、记录、积算和调节。转换器主要有以下几方面性能:

①稳定低进行线性放大;
②能够分辨和抑制各种干扰信号;
③足够高的输入阻抗;
④可以消除电源电压和频率波动的影响;
⑤输出电流要有较高的恒流特性以适应不同负载的要求。
今年来,转换器内装微处理器,使其技术水平达到一个新的高度。

2. 分类
(1)按励磁方式分类
①直流励磁:利用永磁体或者直流电源给传感器励磁绕组供电以形成恒定的励磁磁场,它用于测量液态金属流量,如液态纳、钾等。

②交流工频励磁:利用工频50Hz正弦波电源给传感器励磁绕组供电,由于易受磁电干扰和零点漂移等原因,现在渐被低频矩形波激磁所代替。但是在测量矿浆等固液两相流体时,却没有低频矩形波励磁产生的浆液噪声、信号波动严重等现象,故国内尚有提供本类产品的。

③低频矩形波励磁:有二值(正-负)和三值(正-零-负-零)两种,小口径仪表用较高频率,大口径仪表用较低频率。低频矩形波NOHKEN电磁流量计具有零点稳定性好,抗工频干扰,缩小传感器体积,降低励磁功率,使传感器与转换器一体化等许多优点,成为目前的主流产品。

④双频矩形波励磁:在低频矩形波上叠加高频矩形波,用两种采样分别得到高频和低频两种流量信号,克服单一低频矩形波励磁存在的浆液噪声和流动噪声,提高仪表稳定性和响应性。

(2)按传感器和转换器组成分类
①分离型:为一般形式,传感器装于工艺管道,而转换器装在仪表室或传感器附近,相距数十到数百米。转换器可远离现场恶劣环境条件,电子部件检查、调整和设定比较方便。

②一体型:传感器和转换器组装在一起,一体型价格及安装费用较便宜,但如果安装在不易接近场所,则维护不变,且转换器电子部件易受管道流体温度及振动的影响。

(3)按传感器与管道连接方式分类
①法兰连接  ②无法兰夹装连接  ③螺纹连接
(4)按用途分类
①普通型:冶金、石化、造纸、给水、污水处理等工业部门中,大口径仪表多采用分离型法兰连接,药品、生物、精细化工常用中小口径、一体型无法兰夹装连接方式。

②防爆型:用于有爆炸气氛场所,一般为隔爆型,已出现本质安全型。

③卫生型:食品、生物化学等工业可定时用蒸汽灭菌,传感器便于拆卸清洗,结构材料符合卫生型规定。

④防水型:防护等级为IP67,可承受短时间水浸,传感器可安装与地面下的窖井。

⑤潜水型:用于明渠或非满管暗渠测量,可长期浸于水下。大流量时可安装多台于传感器形状尺寸相同的分流模型以扩大流量。

⑥插入型:用于大口径测量,测量为一台电磁流量传感器,插于管道特定位置,测量流速,按管道内流速分布,管道几何形状尺寸等推算流量。

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