一、  工作原理

1.1.數(shù)學(xué)物理模型

電磁流量計(jì)的工作原理基于法拉第電磁感應(yīng)法律。當(dāng)一個導(dǎo)體在磁場場內(nèi)運(yùn)動時，在與磁場方向、運(yùn)動方向相互垂直方向的導(dǎo)體兩端，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。電動勢的大小與導(dǎo)體運(yùn)動速度和磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小成正比。

如圖1，當(dāng)導(dǎo)電流體以平均流速V（m/s）通過裝有一對測量電極的一根內(nèi)徑為D（m）的絕緣導(dǎo)管內(nèi)流動時，該管道處于一個均勻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B（T）的磁場中，那么在一對電極上就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E（V），它的方向垂直于磁場和流體的方向。

法拉第電磁感應(yīng)定律為：E=B·D·V                （1）

流量的體積流量為：              （2）

     由公式（1）和（2）可得到： m³/h)    （3）

     因此電動勢可表示為：             （4）

當(dāng)B是一個常數(shù)時，對某一個固定的口徑D也是一個已知數(shù)，公式（3）中 =K（一個常數(shù)），那么公式（3）可改寫為：

     Q_V=K·E （m³/h)（5）

從公式（5）可以看出，流量Q_V與電動勢E成正比。

圖1.電磁流量計(jì)工作用原理

1.2. 轉(zhuǎn)換器基本電路

電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器向電磁流量傳感器勵磁線圈提供穩(wěn)定的勵磁電流，前置放大器將傳感器感應(yīng)的電動勢放大、轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號或頻率信號，便于流量的顯示、控制與調(diào)節(jié)。圖2.1所示為轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)。

圖2.1轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)

      二.產(chǎn)品特點(diǎn)、用途和適用范圍

2.1特點(diǎn)

●SMF200系列電磁流量計(jì)，具有以下特點(diǎn)：

●不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電率變化的影響，線性測量原理能實(shí)現(xiàn)高度測量；

●測量管內(nèi)無阻流件，壓損小，直管段要求低；

●公稱通徑DN6-DN2000覆蓋范圍寬，襯里和電極有多種選擇，能滿足測量多種導(dǎo)電流體的要求；

低頻方波勵磁，勵磁頻率：1/16工頻、1/20工頻、1/25工頻；

高頻方波勵磁，勵磁頻率：1/2工頻（適用于漿液測量）（選配）；

勵磁電流可選定為125mA、187.5mA；

■     無需附加電極的空管測量功能，連續(xù)測量，定值報(bào)警；

■     流速測量范圍：0.1 --- 15米/秒，流速分辨率：0.5毫米/秒；

■     交流高頻開關(guān)電源，電壓適用范圍：85VAC --- 250VAC；

■     直流24V開關(guān)電源，電壓適用范圍：20VDC --- 36VDC；

■     網(wǎng)絡(luò)功能：MODBUS、HART（選配）；

■     中文、英文顯示方式,（可定制其它語言）；

■     內(nèi)部有三個積算器總量，可分別記錄：正向總量、反向總量、差值總量。

■     紅外手持操作鍵盤，遠(yuǎn)距離非接觸操作轉(zhuǎn)換器所有功能。

2.2.主要用途

SMF200系列電磁流量計(jì)，可用來測量封閉管道中導(dǎo)電流體的體積流量。廣泛應(yīng)用于石油化工、鋼鐵冶金、給水排水、水利灌溉、水處理、環(huán)保污水測控、造紙、醫(yī)藥、食品等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工藝過程中的流量測量和控制。

2.3.使用環(huán)境條件

環(huán)境溫度：   傳感器-25℃～+60℃   轉(zhuǎn)換器-10℃～+60℃

    相對溫度：   5%～90%；

 流體溫度：   一體型  –10～+60℃；

                    分離型：   聚四氟乙烯襯里   150℃

                    氯丁橡膠襯里     80℃

                    聚氨酯橡膠襯里   70℃

     流體電導(dǎo)率：   ≥5uS/cm

供電電源：單相交流電 85～250V，45～63Hz；

耗散功率：小于20W（連接傳感器配后）。

三、產(chǎn)品型式和組成

3.1.產(chǎn)品組成

電磁流量計(jì)由電磁流量轉(zhuǎn)換器和電磁流量傳感器兩大部分組成，分離型還需要一根專用的雙層屏蔽的電纜連接轉(zhuǎn)換器和傳感器。

3.2.產(chǎn)品型式

SMF200系列電磁流量計(jì)分為一體型和分離型兩種結(jié)構(gòu)形式。可用于規(guī)定的防爆場所。

傳感器有7種不同材料的電極和4種不同材料的襯里可供選用。

四、電磁流量計(jì)主要技術(shù)性能指標(biāo)

4.1執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

SMF200系列電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測執(zhí)行《JB/T 9248-1999 電磁流量計(jì)》

4.2流速：15m/s

4.3稱通徑：DN3、6、10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000

4.4度：0.5%、0.2%

4.5公稱壓力：4.0MPA(DN10-150)

           1.6MPA(DN200-600)

           1.0MPA(DN700-1200)

           0.6MPA(DN1400-2000)

           其它規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)可按用戶要求.

4.6材料：

電極形式和材料

電極形式和可分為標(biāo)準(zhǔn)型、刮刀型、可拆卸型、帶接地電極。

電極及接地電極材料有含鉬不銹鋼，哈氏合金B、哈氏合金C、鈦、鉭、鉑一依合金、不銹鋼涂覆碳化鎢7種。

 法蘭材料：碳鋼

    接地環(huán)材料：不銹鋼

    進(jìn)門保護(hù)環(huán)材料：不銹鋼、碳鋼。

4.7外殼防護(hù)：

    IP65：

    IP68：僅分離型氯丁橡膠和聚氨酯襯里的傳感器，且不包括防爆結(jié)構(gòu)。

4.8.防爆標(biāo)準(zhǔn)：

DN15-DN600一體型防爆：md  II BT4

    DN15-DN1600分離型防爆，傳感器和轉(zhuǎn)換器安裝在相應(yīng)的危險(xiǎn)區(qū)md  II BT4

    DN15-DN1600分離型防爆，傳感器安裝在相應(yīng)的危險(xiǎn)區(qū)，轉(zhuǎn)換器安裝在安全區(qū)：md  II BT4

4.9.連接電纜：

分離型電磁流量計(jì)，傳感器與轉(zhuǎn)換器之間用信號電纜連接，電纜長度長應(yīng)小于100MM。

 4.10傳感器配套要求

    傳感器信號靈敏度：在1米/秒流速下，傳感器輸出150μV ~200μV；

對于SMF200電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器，勵磁回路中采用了三個62.5 mA電流，組成了187.5mA,每個62.5 mA電流由一個20Ω精密電阻控制，因此，用戶可以通過改動精密電阻的數(shù)量來選擇不同大小的勵磁電流。

轉(zhuǎn)換器出廠時的設(shè)定SMF200為187.5mA電流，SMF200B為250mA，同理若是二個精密電阻，則對應(yīng)125 mA。

傳感器勵磁線圈電阻：250mA勵磁電流：50 ~ 60Ω；

                    187.5mA勵磁電流：60 ~ 80Ω；

                    125mA勵磁電流：100 ~ 120Ω；

4.11 整機(jī)測量

                 VS：設(shè)定量程（m/s）      表3.1