簡介
一體式電磁流量傳感器是以傳感器為結構主體将轉換器安裝在傳感器上成為一體。電磁流量傳感器的轉換器接通24VDC或220V電源後，通過勵磁電纜向傳感器提供低頻三态恒定的勵磁電流，當導電流體流經傳感器時，傳感器産生的流量信号經過信号電纜傳輸給轉換器，經轉換器處理後可顯示出瞬時流量和累積流量。轉換器同時可輸出4-20mADC、0-2KHz的标準信号，也可以通過485接口與上位傳感器算機通訊。
工作原理一體化電磁流量傳感器是根據法拉第電磁感應定律設計的，在測量管軸線和磁場磁力線相互垂直的管壁上安裝一對檢測電極，當導電液體沿測量管在交變磁場中，與磁力線成垂直方向運動時，導電液體切割磁力線産生感應電動勢，此感應電動勢由測量管上的兩個檢測電極檢出。用下列公式表示：E=KBVD式中：E－感應電動勢K－與磁場分布及軸向有關的系數B－磁感應強度－導電液體平均流速D－管内徑産品特點一體式電磁流量傳感器适用于各種導電液體的流量測量，如自來水，污水，泥漿，紙漿，各種飲料，化學原料，粘稠液體和懸浮液等。1.無截流部件，不存在堵塞現象，因而适用于測量有懸浮物、固體顆粒和纖維等兩相流，另外由于清洗和滅菌消毒方便，故特别适用于食品和制藥工業。 2. 測量結果不受溫度，壓力，密度，導電率等介質物理特性和工況條件的影響，其輸出信号與被測流體的體積流量成正比。3. 對強腐蝕性，強磨損性介質具有良好的适應性。4. 具有優異的量程比，在低流速或流量變化幅度較大的應用領域（如自來水行業）具有良好的适用性。5. 具有正/反雙向流量測量功能。6.提供電磁流量傳感器多段非線性修正和傳感器零點修正以及自動校零功能。7. 采用無線遙控、紅外遙控功能以及按鍵操作，非常方便。8. 具有全中文（英文）友好界面，操作簡捷明了。9. 具有多級密碼管理，多種極限報警參數設置功能。10.具備轉換器本機自檢功能。11.采用寬範圍電源模式可供選擇（DC：18V~36VAC：85V~265V）。12.采取一體及分離組合型設計，轉換器和傳感器雙重系數設定，使轉換器具有可替換性，模塊化闆卡設計，升級維護迅捷簡便。13. 具備防雷電保護設計電路。高效抗幹擾電路，适用各種惡劣環境。14.HART和485輸出通訊可供選擇。15. 采用整體焊接結構，密封性能良好。16. 結構簡單可靠，無可運動部件，無壓力損失，工作壽命長。[1][1][1][1][1][1]勵磁技術交流正弦波勵磁，當交流電源電壓(有時是頻率)不穩時，磁場強度将有所改變，所以電極間産生的感應電動勢也變動，因而，必須從傳感器取出對應于計算磁場強度的信号，作為标準信号。這種勵磁方式易引起零點變動，而降低其測量精度。非正弦波交流勵磁，是采用低于工業頻率的方波或三角波勵磁的方式，可以認為産生恒定直流，周期性地改變極性的方式，因這種勵磁電源穩定，故不必為除去磁場強度的變動而進行運算。交流勵磁方式的主要問題是感應噪聲嚴重。直流勵磁方式，是在電極上的極化電位成了重要障礙。故一定值的直流勵磁方式僅适用于非電解質(如液态金屬)液體的測量。在測量自來水、源水等水溶液時，一般采用周期性間歇的直流勵磁方式。間歇周期應選為交流電源周期的整數倍，可消除交流電源頻率的噪聲，排除了交流磁場的電渦流和直流磁場的極化幹擾。安裝注意事項電磁流量傳感器應安裝在便于維修，管道無振動、無強電磁幹擾與熱輻射影響的場所。液體電磁流量傳感器的典型安裝管路系統，各部分的配置可視被測對象情況而定，并不一定全部都需要。電磁流量傳感器對管道内流速分布畸變及旋轉流是敏感的，進入傳感器應為充分發展管流，因此要根據傳感器上遊側阻流件類型配備必要的直管段或流動調整器，若上遊側阻流件情況不明确，一般推薦上遊直管段長度不小于20D，下遊直管段長度不小于5D，如安裝空間不能滿足上述要求，可在阻流件與傳感器之間安裝流動調整器。傳感器安裝在室外時，應有避直射陽光和防雨淋的措施。信号電纜選用原則一體式電磁流量傳感器與轉換器之間的連接電纜愈短愈好。但有些現場受安裝環境位置的限制，轉換器與傳感器的距離較遠，這時要考慮連接電纜的最大長度問題。智能電磁流量傳感器中的傳感器與轉換器之間的連接電纜的最大長度又由電纜的分布電容和被測流體的電導率決定。在實際使用一體式電磁流量傳感器中，當被測流體的電導率是在一定的範圍之間，因此就決定了電極與轉換器之間電纜的最大長度。當電纜長度超過最大長度時，由電纜分布電容引起的負載效應就成了問題。為防止這種情況發生，使用雙芯兩層屏蔽電纜，由一體式電磁流量傳感器中的轉換器提供低阻抗電壓源使内側得到相同的電壓，以形成屏蔽，即使芯線與屏蔽之間有分布電容存在，但與屏蔽是同電位，則兩者之間就無電流通過，也無電纜的負載效應存在，因此可延長信号電纜最大長度。另外，還可用特殊信号傳輸電纜延長轉換器與傳感器之間的最大長度。調試期故障排除一體化電磁流量傳感器的調試期故障一般出現在儀表安裝調試階段，一經排除，在以後相同條件下不會再出現。常見的調試期故障通常由安裝不妥、環境幹擾以及流體特性影響等原因引起。在安裝方面的故障分析通常是一體化電磁流量傳感器安裝位置不正确引起的故障，常見的如将一體化電磁流量傳感器安裝在易積聚氣體的管系最高點；或安裝在自上而下的垂直管上，可能出現排空；或一體化電磁流量傳感器後無背壓，流體直接排入大氣而形成測量管内非滿管。在使用環境方面的故障分析一體化電磁流量傳感器通常主要是管道雜散電流幹擾，空間強電磁波幹擾，大型電機磁場幹擾等。管道雜散電流幹擾通常采取良好的單獨接地保護就可獲得滿意結果，但如遇到強大的雜散電流（如電解車間管道，有時在兩電極上感應的交流電勢峰值Vpp可高達1V），尚需采取另外措施和一體化電磁流量傳感器與管道絕緣等。空間電磁波幹擾一般經信号電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護。在流體方面的故障分析被測液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響一體化電磁流量傳感器的正常工作，但随着氣泡的增大，儀表輸出信号會出現波動，若氣泡大到足以遮蓋整個電極表面時，随着氣泡流過電極會使電極回路瞬間斷路而使輸出信号出現更大的波動。低頻方波勵磁的一體化電磁流量傳感器測量固體含量過多漿液時，也将産生漿液噪聲，使輸出信号産生波動。測量混合介質時，如果在混合未均勻前就進入一體化電磁流量傳感器進行測量，也将使輸出信号産生波動。[2]影響因素影響一體式電磁流量傳感器正常工作的因素很多，其中最主要的有如下兩點：一、非軸對稱流動引起的誤差 流體在管内流速為軸對稱分布時，且在均勻磁場中，一體式電磁流量傳感器電極上所産生的電動勢的大小與流體的流速分布無關，與流體的平均流速成正比，而非軸對稱流速分布時，即每個流動質點相對于電極幾何位置的不同，對電極所産生的感應電動勢的大小也不同，愈靠近電極，速度大的質點所産生的感應電動勢越大，因此，必須保證流體流速為軸對稱。如管内流速為非軸對稱分布就會引起誤差。因而在選裝電磁流量傳感器時要盡可能保證直管段的要求以減小其所引起的誤差。二、流體電導率的問題 流體電導率的降低，将增加電極的輸出阻抗，并且由轉換器輸入阻抗引起的負載效而産生誤差，因此，按如下所述原則，規定了一體式電磁流量傳感器應用中流體的電導率的下限。應用電磁流量傳感器是由電磁流量計和電磁流量轉換器兩部分組成，用于測量導電液體與漿液的瞬時流量與體積流量。電磁流量傳感器在結構上可分為分體式和一體式兩種，分體式電磁流量傳感器的傳感器與轉換器為各自獨立結構，傳感器裝在管道上，轉換器可安裝在離傳感器200m以内的場所。那麼它的工作原理是基于法拉第電磁感應定律，即導電液體在磁場中作切割磁力線運動時，導體中産生感應電壓，其感應電壓為：U=DBvK式中：K=儀表常數B=磁感應強度D=測量管的内直徑v=測量管截面内的平均流速測量流量時，流體流過垂直于流動方向的磁場，導電性液體的流動感應出一個與平均流速成正比的電壓，因此要求被測的流動液體具有最低限度的電導率。
參考資料
[1] 一體式電磁流量傳感器特點[引用日期2014-10-09]
[2] 一體化電磁流量傳感器調試期故障分析[引用日期2015-02-03]
