當(dāng)流體從入口流進殼體時，小球會懸浮起來，穩(wěn)定在某勢阱位置。當(dāng)流量達到一定值時，小球會繞某個固定的軸旋轉(zhuǎn)起來，并隨著流量的增大而加快，小球的轉(zhuǎn)速和流量基本呈線性關(guān)系。在傳感器的外部有感應(yīng)線圈，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，小球的旋轉(zhuǎn)使得導(dǎo)線切割磁力線，產(chǎn)生電壓脈沖信號。該脈沖信號的頻率完全可以反映球的旋轉(zhuǎn)頻率，此頻率也正比于流體的體積流量。小球的旋轉(zhuǎn)頻率與流體體積流量的關(guān)系可寫成如下表達式：
式中 qv----被測流體體積流量，m3/s；
（2）
式中 △p——傳感器前、后壓差，即（p1- p2）；（3）
式中 qm—被測流體的質(zhì)量流量，式中——流體作用于懸浮體上各個方向的力；
軟件設(shè)計主要可分為兩大部分：測控軟件和通訊軟件。測控軟件包括：A/D采樣程序、非線性補償程序、計算、D/A輸出程序等。HART通訊軟件實質(zhì)是HART協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層的軟件實現(xiàn)。通訊程序采用串行口中斷方式進行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。
由上式可以看出，通過檢測壓差信號和體積流量就可以觀察并驗證上面所討論的測量原理是否可行。表1列出了實驗過程中的一組數(shù)據(jù)。
表1 質(zhì)量流量測量定性實驗數(shù)據(jù)
關(guān)于電磁流量計的導(dǎo)管，用戶經(jīng)常會詢問為什么電磁流量計的導(dǎo)管不能用鐵材質(zhì)？針對這個問題就簡要明了的分析一下：
導(dǎo)管的主要作用就是導(dǎo)電性液體的流動通道，直接聯(lián)系著流量計能否正常的運行。所以整個導(dǎo)管必須選擇不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率的材質(zhì)，否則就會影響電磁流量計的測量結(jié)果，甚至不能正常使用。對于導(dǎo)管來說，除了這些必要條件外，還要注意要有一定的機械強度，這樣應(yīng)用效果會更好。
電磁流量計是以法拉第電磁感應(yīng)定律為依據(jù)而設(shè)計并應(yīng)用的。當(dāng)導(dǎo)電流體通過磁場時，會形成電動勢，在磁場強度和管道的橫截面積一定的前提下，通過電極所測得的電勢，即可推算出流速以及流量計。那么，若是管道為鐵等導(dǎo)電材質(zhì)時，流體中的電流會被短路，從而無法進行測量。
我們要對電磁流量計采取科學(xué)合理的維護和保養(yǎng)方法，停機即不使用的時候，很多人發(fā)現(xiàn)在購買電磁流量計使用一段時間以后，再次使用發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的不準確。其實這不是電磁流量計本身存在的質(zhì)量問題。是因為使用者沒有按照說明書中的方法保養(yǎng)和維護。 一、電磁流量計維護之零點檢查和調(diào)整 電磁流量計投入運行前，通電后必須在電磁流量傳感器充滿液體靜止?fàn)顟B(tài)下調(diào)整零點。投入運行后亦要針對使用條件定期停流作零點檢查；尤其對沉淀、易污染電極，含有固相的非清潔液，在運行初期應(yīng)多作檢查，以獲得經(jīng)驗確定正常檢查周期。交流激磁方式的電磁流量計與矩形波激比，更易產(chǎn)生零點漂移，因此更要注意檢查和調(diào)整。 舉兩個沉積層產(chǎn)生故障的應(yīng)用失誤的例子。一個是石油鉆探固井工程中，灌注水泥漿的流總量是重要工藝參數(shù)，經(jīng)常用高壓電磁流量計。儀表間歇使用，用畢后以清水沖洗傳感器測量管，其余時間是空管。由于清洗不徹底，測量管內(nèi)壁殘留水泥漿固化成薄層，近二個月積聚形成絕緣層，包覆了整個電極表面，導(dǎo)致運行不正常到最終不能工作。 另一個是電解切削工藝驗裝置上，用電磁流量計控制飽和食鹽水流量，間隙使用一段時期后發(fā)現(xiàn)流量信號漸漸減弱，2個月后信號為零。原因是電解切削過程中氧化鐵沉積管壁，形成短路所致。清除層積即立即恢復(fù)正常。 二、電磁流量計維護之定期檢查傳感器電性能 首先，粗略地測量電極間電阻。斷開傳感器與轉(zhuǎn)換器間信號連線，傳感器內(nèi)充滿液體，用萬用表測量兩電極與接地端的電阻值，是否在制造廠規(guī)定值范圍內(nèi)，且所測得兩值大體相同。記錄下首次測量的電阻值，此值對以后判斷傳感器故障原因(如沉積層是導(dǎo)電的還是絕緣的)是有用的。 其次，將傳感器放空液體，擦凈內(nèi)壁，待完全干燥后用兆歐計測量兩電極和接地端子間的電阻。 最后，檢查激磁線圈絕緣電阻，卸下傳感器激磁線圈，將端子與轉(zhuǎn)換器間接線，用兆歐計測量線圈的絕緣電阻。
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