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德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)工作原理及注意事項(xiàng)
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)工作原理及注意事項(xiàng)
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的工作原理
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測(cè)流量范圍大。zui大流量與zui小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，zui大可達(dá)3m，輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線(xiàn)性，德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)度較高，可測(cè)量電導(dǎo)率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測(cè)量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比。德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)同理，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線(xiàn)時(shí)，也會(huì)在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判定，感應(yīng)電勢(shì)的大小由下式確定：
Ex=BDv-----------------式（1）
式中Ex—感應(yīng)電勢(shì)，V；
B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T
D—管道內(nèi)徑，m
v—液體的平均流速，m/s
然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（πD?）/4的乘積，將式（1）代入該式得：
Qv=(πD/4B)* Ex ---------式（2）
由上式可知，在管道直徑D己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí)，被測(cè)體積流量與感應(yīng)電勢(shì)呈線(xiàn)性關(guān)系。德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)若在管道兩側(cè)各插入一根電極，就可引入感應(yīng)電勢(shì)Ex，測(cè)量此電勢(shì)的大小，就可求得體積流量。
據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，在與測(cè)量管軸線(xiàn)和磁力線(xiàn)相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極，德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此感應(yīng)電勢(shì)由兩個(gè)檢測(cè)電極檢出，數(shù)值大小與流速成正比例，其值為：
E=B·V·D·K
式中： E－感應(yīng)電勢(shì)；
K－與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)；
B－磁感應(yīng)強(qiáng)度；
V－導(dǎo)電液體平均流速；
D－電極間距；（測(cè)量管內(nèi)直徑）
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)傳感器將感應(yīng)電勢(shì)E作為流量信號(hào)，傳送到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)放大，變換濾波等信號(hào)處理后，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量。德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出，報(bào)警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協(xié)議。
注：不同德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)參數(shù)略有差異，使用時(shí)請(qǐng)務(wù)必查看說(shuō)明書(shū)。
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速v流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電流體就切割磁力線(xiàn).德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱(chēng)分布，兩電極之間產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)：
e=KBDv (3-36)
式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數(shù)。由此可得管道的體積流量為：
qv= πeD/4KB (3-37)
由上式可見(jiàn)，體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和測(cè)量管內(nèi)徑D成線(xiàn)性關(guān)系，德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比，與其它物理參數(shù)無(wú)關(guān)。這就是德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的測(cè)量原理。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)需要說(shuō)明的是，要使式(3—37)嚴(yán)格成立，必須使德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)測(cè)量條件滿(mǎn)足下列假定：
①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);
②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱(chēng)分布;
③被測(cè)液體是非磁性的;
④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)測(cè)量范圍度大，通常為20：1~50：1，可選流量范圍寬；德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的口徑范圍比其它品種流量?jī)x表寬，從幾毫米到3米；可測(cè)量正反雙向流量，也可測(cè)脈動(dòng)流量，只要脈動(dòng)頻率低于激磁頻率很多；儀表輸出本質(zhì)上是線(xiàn)性的；易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于腐蝕性流體等優(yōu)點(diǎn)。由于德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固體或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高。 若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號(hào)，只是改變流通面積，形成測(cè)量誤差的隱性故障；德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動(dòng)勢(shì)將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開(kāi)測(cè)量電路。后兩種現(xiàn)象均會(huì)使儀表無(wú)法工作。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)如何抗干擾？
在測(cè)量紙漿/礦漿等大干擾信號(hào)應(yīng)用時(shí)，選用8707高信號(hào)流量管，可以提高信號(hào)強(qiáng)度
智能德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)AFLD是采用全智能化原理設(shè)計(jì)的，與原來(lái)國(guó)內(nèi)一些企業(yè)生產(chǎn)的老式或假式智能化的德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)在計(jì)量精度，功能，可靠性以及使用壽命上有非常大區(qū)別。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的使用壽命應(yīng)該是在10-20年以上，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮廠(chǎng)到這一點(diǎn)，從傳感器到轉(zhuǎn)換器的每一個(gè)細(xì)節(jié)我們都非常仔細(xì)，從設(shè)計(jì)，選材，工藝，生產(chǎn)，測(cè)試等每一個(gè)環(huán)節(jié)我們都非常講究，自行設(shè)計(jì)定制國(guó)內(nèi)目前*的與德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的生產(chǎn)流水線(xiàn)，切實(shí)保證產(chǎn)品的長(zhǎng)期質(zhì)量。
插入式德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)由插入式電磁流量傳感器(簡(jiǎn)稱(chēng)傳感器）和電磁流量轉(zhuǎn)換器(簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)換器）配套組成(簡(jiǎn)稱(chēng)流量計(jì))。是用來(lái)測(cè)量管道內(nèi)各種導(dǎo)電液體體積流量的儀表。插入式德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)用來(lái)測(cè)量自來(lái)水、鋼鐵、石油、化工、電力、工業(yè)、水利等部門(mén)的導(dǎo)電流體流量，亦可測(cè)量酸、堿、鹽等腐蝕性導(dǎo)電液體。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的注意事項(xiàng)
1、德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)精度等級(jí)和功能根據(jù)測(cè)量要求和使用場(chǎng)合選擇儀表精 度等級(jí)，做到經(jīng)濟(jì)合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計(jì)量的場(chǎng)合，應(yīng)該選擇精度等級(jí)高些，德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)如1.0級(jí)、0.5級(jí)，或者更高等級(jí); 用于過(guò)程控制的場(chǎng)合，根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級(jí);有些僅僅是檢測(cè)一下過(guò)程流量，無(wú)需做控制和計(jì)量的場(chǎng)合，可以選擇精度等級(jí)稍低的，如1.5級(jí)、2.5級(jí)，甚至 4.0級(jí)，德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)這時(shí)可以選用價(jià)格低廉的插入式德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)。
2、測(cè)量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測(cè)量一般的介質(zhì)時(shí)，德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的滿(mǎn)度 流量可以在測(cè)量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi) 選用，范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同，應(yīng)視測(cè)量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定，即德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)當(dāng)管道流速偏低，不能滿(mǎn)足流量?jī)x表要求時(shí)或者在此流速下測(cè)量準(zhǔn) 確度不能保證時(shí)，需要縮小儀表口徑，從而提 高管內(nèi)流速，得到滿(mǎn)意測(cè)量結(jié)果。
3、德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)盡量避開(kāi)鐵磁性物體及具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備，以免磁場(chǎng)影響傳感器的工作磁場(chǎng)和流量信號(hào)。
4、德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處，避免日曬雨淋，環(huán)境溫度應(yīng)在-20～+60℃，相對(duì)濕度小于85%。
5、流量計(jì)周?chē)鷳?yīng)有充裕的空間，便于檢測(cè)與維修。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的日常維護(hù)
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)僅需對(duì)儀表作周期性直觀檢查，檢查儀表周?chē)h(huán)境，掃除塵垢，確保不進(jìn)水和其他物質(zhì)，檢查接線(xiàn)是否良好，檢查儀表附近有否新裝強(qiáng)電磁場(chǎng)設(shè)備或有新裝電線(xiàn)橫跨儀表。德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)若是測(cè)量介質(zhì)容易沾污電極或在測(cè)量管壁內(nèi)沉淀、結(jié)垢、應(yīng)定期作清垢、清洗。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的故障查找
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)流量計(jì)開(kāi)始投運(yùn)或正常投運(yùn)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)儀表工作不正常，應(yīng)首先檢查流量計(jì)外部情況，如電源是否良好、管道是否泄露或處于非滿(mǎn)管狀態(tài)、管道內(nèi)是否有氣泡、信號(hào)電纜是否損壞、轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)（即后位儀表輸入回路）是否開(kāi)路德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)。切記盲目拆修流量計(jì)。