第5讲：电磁流量计(最新版)
电磁流量计工作原理
电磁流量计工作原理电磁流量计是一种常见的流量测量仪表，广泛应用于工业自动化领域。
它利用电磁感应原理测量液体在导电管道中的流速和流量。
本文将介绍电磁流量计的工作原理及其应用。
1. 原理概述电磁流量计基于法拉第电磁感应定律的原理，通过电磁场和液体之间的作用，测量液体流经导电管道时的流速和流量。
其核心部分包括流量传感器和转换器两部分。
2. 流量传感器流量传感器是电磁流量计的关键组成部分，它通常采用一对螺线管，即励磁线圈和检测线圈组成。
励磁线圈通过外部电源提供交变电流，产生均匀的磁场。
检测线圈将液体流经管道时产生的电动势信号转换为微弱的电流输出。
当液体流动时，它与磁场发生相对运动，从而在检测线圈上感应出电动势。
3. 转换器转换器是将流量传感器输出的微弱电流信号转换为可视化的流速和流量数据的部分。
它主要包括滤波放大电路、AD转换器和计算单元。
滤波放大电路用于将传感器输出的微弱信号放大，并滤除干扰信号。
AD转换器将模拟信号转换为数字信号，方便后续处理。
计算单元接收数字信号并根据预设的系数进行计算，得出准确的流速和流量数值。
4. 工作过程当液体流经电磁流量计的导电管道时，流体中的带电粒子受到磁场的作用，产生电动势。
这个电动势的大小与液体流量成正比。
流量传感器中的检测线圈感应到这个电动势，并将其转换为微弱的电流信号。
转换器将这个微弱的电流信号进行放大、滤波和转换，最终得到准确的流速和流量数据。
5. 应用领域电磁流量计具有测量精度高、可靠性强、抗干扰性好等特点，广泛应用于各个领域。
其主要应用包括： - 工业生产中的液体流量监测和控制； - 自动化系统中的流量调节和流量报警；- 环境监测中的水质流量检测等。
6. 使用注意事项在使用电磁流量计时，需要注意以下几个事项： - 定期校验和校准，以保证测量准确性； - 避免强磁场和强电场的干扰，避免放置在有振动和冲击的环境中； - 保持导电管道的清洁，避免积聚杂质和气泡。
总结：电磁流量计是一种常见的流量测量仪表，基于法拉第电磁感应定律的原理工作。
电磁流量计通用课件
接通电源后，等待流量计自检完成，然后 根据实际需要设置相关参数，如流量单位 、管道直径等。
运行监控
关机操作
在流量计运行过程中，应实时监控流量计 的读数和状态，确保其正常工作。
完成测量后，先关闭流量计的电源，然后 断开电源线。
常见故障排除
无流量信号 读数不稳定
零点漂移 通讯故障
可能原因是传感器未正确安装或损坏，需要检查传感器是否松 动或损坏，并重新安装或更换。
根据不同行业和工况需求，提供定制化的电磁流 量计解决方案。
THANKS
[ 感谢观看 ]
质。
检查线缆连接
定期检查传感器和变送器之间 的线缆连接是否牢固，如有松 动应及时紧固。
定期校准
根据流量计的使用情况，定期 进行校准，以确保其测量准确 度。
防雷保护
在雷电多发地区，应采取防雷 措施，如安装避雷器等，以保
护流量计免受雷电损坏。
CHAPTER 05
电磁流量计的选型与参数
选型依据与原则
根据测量介质特性选择
CHAPTER 06
电磁流量计的发展趋势与展望
技术创新与改进
传感器技术的升级
采用新型材料和工艺，提 高传感器的灵敏度和稳定 性。
智能化与远程控制
集成数据处理、通信和远 程控制功能，实现远程监 控和自动控制。
多参数测量
开发能够同时测量多种参 数的电磁流量计，提高测 量效率和精度。
应用领域的拓展
环保监测
数据比对
在进行校准时，需要将流量计 的测量结果与实际流量进行比 对，以评估流量计的性能。
定期维护与保养
为了保持流量计的准确性和稳 定性，需要定期对其进行维护
和保养。
CHAPTER 04
《电磁流量计》课件
安装高度
根据管道直径和流体特性 ，确定流量计的安装高度 。
接地措施
确保流量计有良好的接地 ，以保障安全。
使用和维护
定期检查
数据记录与报告
定期检查流量计的外观、接线和密封 性，确保正常工作。
记录流量计的读数和运行状态，定期 生成报告。
清洗和保养
根据需要，对流量计进行清洗和保养 ，保持其性能。
安全措施
技术创新和改进
传感器技术
提高传感器的精度和稳定性，实 现更快速、更准确的测量。
数据分析技术
利用人工智能和大数据技术对流 量数据进行深度挖掘和分析，提
高数据处理效率和准确性。
无线通信技术
实现远程监控和数据传输，提高 电磁流量计的便捷性和实时性。
市场前景和竞争格局
市场需求
随着工业自动化的快速发展，电磁流量计的市场需求不断增长，尤其在石油、化工、水处理等领域具有广泛应用 。
采用环保材料和低能耗设计，减少对环境的影响 ，符合可持续发展的要求。
感谢您的观看
THANKS
易于维护
结构简单，安装方便，日常维 护工作量较小，降低了运营成
本。
缺点
01
02
03
成本较高
相较于一些其他类型的流 量计，电磁流量计的成本 较高。
需要电源
需要外部电源供电，不能 在无电源环境下工作。
对管道材质有要求
对于一些导磁性较差的管 道材质，如塑料、橡胶等 ，电磁流量计可能无法正 常工作。
应用领域
防爆防雷
在有爆炸和雷击风险的环境中， 采取相应的防爆和防雷措施。
限流与降压
在流量计前安装限流阀和降压阀， 以保护流量计不受过大压力和流速 的冲击。
电磁流量计讲稿资料
电磁流量计1.工作原理1．1 传感器电磁流量计是一种应用法拉第电磁感应定律的流量计,用于测量封闭管道中导电液体和浆液的体积流量。
电磁流量计由电磁流量传感器和电磁流量转换器两大部分组成。
图1为传感器工作原理图示：图1 电磁流量计工作原理示意图中： B：磁通密度，和励磁线圈中通过的双向脉冲恒定励磁电流成正比，是一常数。
D ：导管内径，常数。
U E：信号电压v ：导电介质的平均流速如图1所示，根据电磁感应定律，导电性液体介质在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，在与流动方向垂直的方向上产生与流速成比例的感应电势，即在信号电极上产生信号电压U E。
U=BLV U可测，B一定，L一定.U E∝ B * D * v D，B均为常数，故可计算出流速，进而计算出流量Q v ：s=πR2Q v = (π/4) * D2 * v1．2 转换器工作原理通用的仪器仪表不能检测电极上感应的信号,只能由配套转换器完成。
从传感器电极输出的流量信号有以下特点：①是以介质为参考点(0V)的差动信号。
故必须把介质电位作为信号地(0V)传输到转换器。
传感器法兰和管道法兰必须“电气“连通，流量计在塑料管道等非金属管道使用时,必须加接地环或接地发兰，或传感器加接地电极。
②信号微弱。
U E∝ B * D * v D为常数；B∝In In为励磁线圈的安匝数；在一定流速下,欲增大流量信号,仅能增大磁通密度B.而B又正比于励磁电流I和励磁线圈n. 但增大励磁电流I不符合节能的原则,增加励磁线圈匝数n会使传感器变得笨重,线圈电阻的增加又影响励磁电流的恒流性能。
现在厂家通常用几百mA～几十mA的励磁电流产生0.X～0.0X mV(V=1m/s时)信号。
而电子技术和电子元件的发展使接收如此微弱的信号成为可能。
③信号内阻大。
传感器作为流量信号的电压源，其内阻R0为：1R0,传感器的信号内阻,Ω;R0=σdσ,介质电导率,S/cm ;d,电极直径,cm ,通常d=1cm.自来水:σ≈200μs/cm =2×10-4 s/cm, R0=5KΩ高档电磁流量计允许的电导率下限:σ≈5μs/cm =5×10-6 s/cm，R0=200KΩ传感器作为流量信号的电压源有如此之高的内阻,对信号的传输和接收都提出了较高的要求.④干扰多,幅度大。
电磁流量计的原理和应用
电磁流量计的原理和应用电磁流量计是一种非常常用的流量计量仪器，在物流行业和工业领域有着广泛的应用。
本文将详细介绍电磁流量计的工作原理以及其在实际应用中的一些典型案例。
一、电磁流量计的工作原理电磁流量计是通过测量液体在磁场中的感应电动势来计算其流量的。
其原理基于法拉第电磁感应定律。
当导电液体通过流量计的测量管时，液体会与磁场产生交互作用，从而在测量管中引起感应电动势。
根据感应电动势的大小和方向，可以推算出液体的流速和流量。
电磁流量计由电磁体和测量管两部分组成。
电磁体通常由线圈、铁芯和磁场生成器等组件构成，用于产生一个均匀的磁场。
而测量管则是导电性良好的管道，液体在其中流动。
当液体流经测量管时，感应电动势就会在测量管的壁面上产生，根据感应电动势的大小和方向即可计算出流速和流量。
二、电磁流量计的应用案例1. 工业流量测量电磁流量计在各种工业领域的流量测量中起到了重要的作用。
比如在化工厂中，电磁流量计可以用于测量和控制各种液体的流量，从而保证生产过程的正常运行和安全性。
在石油工业中，电磁流量计可以用于监测原油的输送和处理流程中的流量变化，以确保生产过程的稳定性。
此外，电磁流量计还可以广泛应用于水处理、食品加工、能源行业等各个领域。
2. 物流管理电磁流量计也被广泛应用于物流管理中。
例如，在油库、仓储和供应链领域，电磁流量计可以用于监测和计量液体和气体的流动，以便进行库存控制和供应链管理。
在水资源管理中，电磁流量计可以用于监测水的供应和分配，在用水量的计量和统计中起到关键作用。
总而言之，电磁流量计在物流管理中的应用可以提高效率、减少损失，并为决策提供精确数据支持。
3. 环境监测电磁流量计还可以在环境监测领域发挥重要作用。
比如，在污水厂和废水处理厂中，电磁流量计可以用于监测和控制污水和废水的流量，以保证处理过程的正常进行和环境的安全。
此外，在气象学和水文学领域，电磁流量计也可以用于监测降雨量和河流水位等，为科学研究和天气预报提供数据支持。
电磁流量计
电磁流量计
（1）电磁流量计工作原理电磁流量计根据法拉第电磁感应原理，在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极，当导电液体沿测量管轴线运动时，导电液体切割磁力线产生感应电势，此感应电势由两个检测电极检出，数值大小与流量成正比例，其值为：E=KBVD式中： E－感应电势；K－与磁场分布及轴向长度有关的系数；B－磁感应强度；V－导电液体平均流速；D－电极间距；（测量管内直径）电磁流量计将感应电势E作为流量信号，传送到转换器，经放大，变换滤波用一系列的数字处理后，用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。
转换器有4～20mA输出，报警输出及频率输出，并设有RS－485等通讯接口，并支持HART和MODBUS协议。
（2）电磁流量计接线●若采用分体安装,连接的信号电缆采用定制的专用电缆线，电缆线越短越好●励磁电缆可选用YZ中型橡套电缆，其长度和信号电缆- -样●信号电缆必须与其它的电源电缆严格分开,不能敷设在同一根管子内，不能平等敷设，不能绞合在一起，应分别单独穿在钢管内●信号电缆和励磁电缆尽可能短，不能将多余的电缆卷在一起，应将多余的电缆剪掉，并重新焊好接头，电缆进入传感器电气接口时，在端口处做成U型，这样可以防止雨水渗透到传感器中。
（3）智能电磁流量计口径与流量范围参考。
电磁流量计
五、日常维护
2、定期检查端盖、接线口的密封性，保证 湿气和水不会进入仪表内 3、零位标定 注意：只有在零流量及流体完全充满测量 管时，才能执行这一功能
五、日常维护
4、信号转换器壳体盖开启注意点和要求 信号转换器壳体与上下盖均有严密配合的 螺纹连接。
信号转换器壳体盖开启注意点和要 求
1） 凡开启和旋紧盖壳部分必须使用专用扳 手(厂方作附件提供） 2） 壳体盖的螺纹决不能碰撞损坏,并任何 时间均要保持有润滑黄油
该感应电动势由流量计管壁上的一对电极检测到，通过运
算就可以得到流量。感应电动势方程为：EX=D*V*B (1) EX:感应电动势 D:测量管内径 V:流速 B:磁感应强度
流体流速 (V)
电极 配管直径 (D)
磁场强度(B)
感应电动势输出
励磁电流输入
E = B *V* D
一 工作原理
• 体积流量QV与流速V的关系为QV= SV=1/4 πD 2V (2) 根据上述两式得出EX =4*B/ πD *QV=K*QV 式中K就是一个常数，这时感应电势则与体 积流量具有线性关系。
调试期故障
（3）流体方面被测液体中含有均匀分布的 微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工 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。
调试期故障
(3)低频方波励磁的电磁流量计测量固体含 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流量传感进行测量， 也将使输出信号产生波动。电极材料与被 测介质选配不当，也将由于化学作用或极 化现象而影响正常测量。应根据仪表选用 或有关手册正确选配电极材料。
电磁流量计计量原理图
电磁流量计计量原理图电磁流量计是一种常用于工业领域的流量测量仪表，它通过测量导体内液体或气体的运动而实现流量的准确测量。
在电磁流量计中，重要的计量原理包括法拉第电磁感应定律和洛伦兹力原理。
1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁流量计的基本原理之一。
根据法拉第电磁感应定律，当导体（流体）移动时，导体内的液体或气体会与磁场产生相对运动。
这种相对运动会导致在导体内感应出电动势，进而产生涡流。
电磁流量计利用这种感应电动势的方式来测量流量。
2. 洛伦兹力原理洛伦兹力原理是电磁流量计中效应的另一个重要方面。
根据洛伦兹力原理，导体（流体）在磁场中运动时，会受到一个垂直于流体方向和磁场方向的力，即洛伦兹力。
这个力会影响导体内液体或气体的运动状态，从而可以测量流体的流速和流量。
3. 电磁流量计的计量原理图电磁流量计的计量原理图如下：+------------------------+| |+-------|---------> |------> + +Power | | Sensor | | |Supply| | | |-| +-----> Pulsed+-------| Tube |-------> | | +----> Output| | | || | | || | | |+------------------------+ + +在电磁流量计中，Power Supply为电源供应模块，通常采用外部直流电源供应；Sensor Tube为感应管，用于产生磁场和感应电动势；Pulsed Output为脉冲输出模块，用于将感应电动势转换成脉冲信号输出。
4. 测量原理电磁流量计的测量原理基本可以归结为利用洛伦兹力原理和法拉第电磁感应定律来检测导体内液体或气体的运动状态，并根据这些信息计算流量值。
当导体内的流体流过感应管时，感应管中的磁场会感应出电动势，进而产生涡流。
通过测量涡流的大小和反向等信息，可以精确地计算出流体的流速和流量。
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正电荷所受洛仑兹力向上，所以向上偏
F洛 + v
负电荷所受洛伦兹力向下，所以向下偏
F洛 v
分析： 随着电荷的偏转，管道上下积累了大量的正负电荷，所以 管道上下就形成了电势差。
随着管道上下积累了电荷，所以管道 之间就形成了电场，所以后来的粒子 既受洛伦兹力又受电场力。
×××××××× +++++++++++ I ×××××××× ×××××××× ----------××××××××
这个式子很重要
所以体积 V SL S vt
V Svt Q Sv 所以： t t
这一步很关键
试一试，证一证
问：流量与时间和体积有关吗？
V 答：没有，因为 Q 是定义式 t
问：流量与哪些因素有关？
答：由 Q Sv 可知：流量与面积和速度有关
面积 影响流量的两个因素 速度
第5讲：电磁流量计
制作人：张光明
问：什么是液体通过管道的流量Q？ 答：就是1s内通过管道某一截面的体积 问：流量的定义式是什么？
V Q 答： t
问：流量还有没有其它公式？ 答：有， Q Sv
S是指横截面积 v是指速度
Q Sv 证明：
L S v
假设液体匀速通过长为L的管道 则 L vt
当F洛=F电时，粒子就不偏，管道上下的电势差U就恒定
×××××××× v ×××××××× ×××××××× ××××××××
根据前面的分析
U vBd
U v Bd
推一推，记一记
SU 代入 Q Sv 得： Q Bd
问：电磁流量计怎样测量液体的流量？
×××××××× ×××××××× S ×××××××× ×××××××× 一般S、B、d事先测量好了， 是已知的。所以只要测量上 下表面的电压U就行了。 U
计算流量的两个公式
记一记 公式的性质 定义式 决定式 公式
Q
V t
Q Sv
电磁流量计
问：电磁流量计有什么作用？
电磁流量计
答：测量液体的流量。
问：电磁流量计是怎样工作的？
×××××××× I ×××××××× ×××××××× ×××××××× 注意：导电液体中有大量定向 移动的正电荷与负电荷
d
SU 答：由Q 可知：只要测量横截面积S、磁感应强度B、 Bd
上面是圆形的，公式变成啥样？
×××××××× ×××××××× S ×××××××× ××××××××
d
U
推导：
SU Q Bd 1 2 S d 4
下式代入上式
Q
dU
4B
这是圆的面积公式