電磁流量計(jì)是一種測(cè)量導(dǎo)電流體體積流量的感應(yīng)式儀表。本公司YLCDL型插入式電磁流量計(jì)是在管道式電磁流量計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型流體流量?jī)x表。它在保留管道式電磁流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)管道式電磁流量計(jì)在大管道上安裝困難、費(fèi)用大等缺陷，根據(jù)尼庫(kù)拉磁（NIKURADS）原理，用電磁方法通過(guò)測(cè)量流體的平均流速，從而獲得流體的體積流量。特別是采用了帶壓開(kāi)孔，帶壓安裝技術(shù)后，插入式電磁流量計(jì)可在不停車（水）的情況下安裝，也可在鑄鐵管、水泥管、PE管上安裝。插入式電磁流量計(jì)的研制成功，為流體流量的檢測(cè)提供了一種新的手段。
特點(diǎn)：
· 插入式電磁流量計(jì)在大管道流量檢測(cè)中，具有絕對(duì)的安裝優(yōu)勢(shì)與價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
· 轉(zhuǎn)換器采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊密，容易電氣安裝，轉(zhuǎn)換器和傳感器具有互換性，可自由變更測(cè)量范圍（0.5m/s～10m/s）。
· 轉(zhuǎn)換器和傳感器具有兩種防護(hù)等級(jí)及安裝方式，有適用于潛水安裝的IP68等級(jí)。
· 適用于水、污水、酸、強(qiáng)堿等導(dǎo)電率在5μs/cm以上的液體流量檢測(cè)，特別適用于供排水管道的流量測(cè)量。
· 流量的測(cè)量只與插入深度有關(guān)，故該流量計(jì)通用性廣、互換性強(qiáng)，一種型號(hào)就可適用于多種規(guī)格管道的流體測(cè)量要求。

1.2測(cè)量原理
1.2.1 基本原理：
電磁流量計(jì)是設(shè)計(jì)用于測(cè)量電解質(zhì)流體的，測(cè)量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。根據(jù)該定律，任何導(dǎo)體通過(guò)磁場(chǎng)作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓，該感應(yīng)電壓由下式給出：
     式（1）    U=K·B·L·V
上式中：U=感應(yīng)電壓        K=儀表常數(shù)        B=磁場(chǎng)強(qiáng)度
        L=導(dǎo)體長(zhǎng)度        V=導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度
因此，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度B為常數(shù)時(shí)，感應(yīng)電壓U正比于運(yùn)動(dòng)的速度V如圖（1）

                           圖 1
 

對(duì)YLCDL插入式電磁流量計(jì)來(lái)說(shuō)，管路中導(dǎo)電的液體就是在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，兩電極間的距離就是導(dǎo)體的長(zhǎng)度L。如圖（2）
 
 
其感應(yīng)電壓與平均流速成正比，此時(shí)管道中流體流量就可由下得出：
式（2）      Q=πD²U/4KBL           （式中D為管道直徑）
在上式的右面，除感應(yīng)電壓U外都是常量。因此，流量Q與U成正比關(guān)系。而感應(yīng)電壓U可由與磁場(chǎng)成直角并于流體方向成直角的兩根與介質(zhì)接觸的導(dǎo)電電極所檢測(cè)出來(lái)。
1.2.2 平均速度的概念及平均速度點(diǎn)的位置
根據(jù)尼庫(kù)拉磁（NIKURADS）對(duì)管道內(nèi)流體各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度的數(shù)學(xué)模型：
式（3）其中  V_Y是距管壁距離為Y的流體的運(yùn)動(dòng)速度
      V_C是管道中心點(diǎn)的速度
      Y是距管壁的軸向距離
      R是管道的內(nèi)半徑，見(jiàn)圖（3）
      n是根據(jù)雷諾數(shù)（Re）變化的一個(gè)數(shù)
      n=21.5074-10.401lgRe+2.1572lg²Re-0.1275lg³Re

 
而管道流體的平均速度V_m與V_C的關(guān)系可由式（3）經(jīng)過(guò)對(duì)Y的積分運(yùn)算可得：
式（4）把式（4）代入式（3）中，得到平均速度V_m處的距管壁的軸向距離Y_m與半徑R的比值關(guān)系：
即 式（5）由上式在各種流速下計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)Re＞3000時(shí)，即流體成湍流狀態(tài)時(shí)，平均流速點(diǎn)的位置都在距管壁0.12D左右處。D是管道的內(nèi)徑。
由于在測(cè)量過(guò)程中，電磁流量計(jì)插入管道中，占據(jù)一定的空間，使得流過(guò)電極處的速度有所增加。所以應(yīng)該用降低插入深度來(lái)補(bǔ)償，經(jīng)過(guò)計(jì)算和大量的實(shí)踐，修正插入深度為管道內(nèi)徑的10%。
1.3 測(cè)量系統(tǒng)的組成
一套完整的YLCDL型測(cè)量系統(tǒng)由傳感器和智能轉(zhuǎn)換器兩部分組成，根據(jù)防護(hù)等級(jí)及參數(shù)設(shè)定形式不同分有傳感器與轉(zhuǎn)換器一體式安裝，傳感器與轉(zhuǎn)換器分離式安裝兩種形式。
1.3.1 一體式安裝是把傳感器和轉(zhuǎn)換器通過(guò)內(nèi)部連線連接在一起，組成一整體，直接輸出與流量成線性關(guān)系的電流信號(hào)。這種方式在出廠時(shí)就已做好，并根據(jù)用戶要求，各參數(shù)已全部調(diào)整好。
1.3.2 分體式安裝是把傳感器和轉(zhuǎn)換器通過(guò)外部屏蔽電纜連接，由這兩部分組成一臺(tái)完整的電磁流量計(jì)。轉(zhuǎn)換器各參數(shù)可根據(jù)用戶的要求及工藝數(shù)據(jù)調(diào)整好各參數(shù)，這種方式可適用于潛水等場(chǎng)合。
 
二   主要技術(shù)參數(shù)
2.1 智能型轉(zhuǎn)換器技術(shù)參數(shù)
外殼材料              硅鋁合金
 正常工作溫度          -10℃～+40℃
 貯運(yùn)溫度              -20℃～+40℃
 使用環(huán)境濕度          相對(duì)濕度5%～90%
 供電電源              AC220V  
功    耗              ＜20W（與傳感器配套后）
負(fù)載電阻              4～20mA   500Ω
測(cè)量精度              ±0.5%  ±1.0%  ±1.5%
     測(cè)量范圍              0～0.5～10m/s
     最小可測(cè)電導(dǎo)率        5µs/cm
顯示內(nèi)容：            a)瞬時(shí)顯示為5位，小數(shù)點(diǎn)可移動(dòng)
                    b)累計(jì)顯示時(shí)為9位，小數(shù)點(diǎn)可移動(dòng)
2.2 傳感器的技術(shù)參數(shù)
外殼材料              不銹鋼
 尺    寸              見(jiàn)圖5和表1
 可測(cè)管道口徑          100mm～2000mm
 壓力等級(jí)              0.6Mpa、1.0MPa
 防護(hù)等級(jí)              IP65（IP68潛水型）
 傳感器結(jié)構(gòu)材料        不銹鋼/外襯聚偏氟乙?。≒R901）
     電極材料              316L(備選哈氏合金、鉭、鈦、鉑)
     介質(zhì)溫度              -20℃～55℃
 貯藏溫度              -20℃～40℃
     連接方式              法蘭連接
     傳感器信號(hào)靈敏度      在1米/秒流速下，傳感器輸出
100～200µV
 
 
三    儀表選型
 
3.1流量計(jì)型號(hào)命名

 
 
3.2流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及外形尺寸
3.2.1傳感器的結(jié)構(gòu)及外形尺寸
傳感器主要由檢測(cè)探頭，安裝法蘭和接線盒（對(duì)分體式安裝）等組成。傳感器外形為一帶安裝法蘭的圓柱體，柱腔內(nèi)裝有用于激勵(lì)電磁場(chǎng)的勵(lì)磁線圈，導(dǎo)磁鐵芯和兩個(gè)與流體接觸的電極。尺寸見(jiàn)圖（5）
 

圖5分體式傳感器結(jié)構(gòu)及尺寸
傳感器和轉(zhuǎn)換器的連接方式分一體式和分體式，圖（5）為分體式，轉(zhuǎn)換器和傳感器安裝在一起為一體式，傳感器的尺寸見(jiàn)表1。
3.2.3傳感器的選用
傳感器形式的選用，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇。如傳感器可能或長(zhǎng)期浸于水中，可選用潛水式，一般情況下可選用分體式。如果環(huán)境、位置較好，可選用一體式。如需在線拆裝或需清洗電極的場(chǎng)合，可選用帶壓拆裝式。下表1為各型號(hào)傳感器的尺寸和使用場(chǎng)合。
表1傳感器的尺寸和選用

 
四    流量計(jì)的安裝
 
4.1傳感器的安裝方式
傳感器安裝方式分兩類四種形式，即①與轉(zhuǎn)換器一體式；②與轉(zhuǎn)換器分體式；③潛水式；④帶壓拆裝式。
4.2傳感器安裝位置的選擇
傳感器可以安裝在被測(cè)量管道上的任何位置，管道內(nèi)必須完全充滿介質(zhì)，傳感器可安裝在水平、傾斜、垂直的管道上。如果安裝在水平管道上，應(yīng)盡可能按圖（12）所示的那樣安裝，這種安裝方法保證了電極總會(huì)浸在流體中，任何氣泡將升到頂部。因而不會(huì)使電極間絕緣。如用于易有沉淀物產(chǎn)生的液體時(shí)，也不能將傳感器裝于水平管道的底部，以防止沉淀物覆蓋電極。
 
 
                           圖6
定位時(shí)，應(yīng)保證傳感器安裝在充滿介質(zhì)的管道上，在半滿的管道上總有產(chǎn)生漩流的可能。在閥門、彎頭，三通接頭后面直接安裝也同樣存在不妥，因?yàn)樗鼈兪钱a(chǎn)生漩流的根源。因此在傳感器前最少要有5D，傳感器后最少要有2D的直管段。這樣即可避免渦漩流，也可提高測(cè)量精度。
4.3傳感器的安裝方法及尺寸
傳感器的安裝方法分?jǐn)嗔鳎ㄍＫ┌惭b和帶壓安裝兩種。
對(duì)于斷流安裝的傳感器，固定方法采用法蘭連接方式。如圖（7）所示，首先根據(jù)管道內(nèi)徑d_內(nèi)和壁厚S計(jì)算出管道上連接短接的長(zhǎng)度A，在管道允許斷流（停水）的情況下，在管道上開(kāi)孔。探頭外徑為Φ40的短接管內(nèi)徑為Φ50，法蘭按相應(yīng)的國(guó)標(biāo)配置。在管道上開(kāi)孔后，將帶法蘭的短接焊到管道的開(kāi)孔處，焊接時(shí)先定位后焊接，定位時(shí)要把握的要點(diǎn)為①探頭上的流向標(biāo)志與實(shí)際一致；②法蘭面與管道中心線平行，并且法蘭上前后兩螺孔的中心連線與管道中心線吻合，以確保傳感器探頭方向與流體方向相垂直；③探頭插入管道內(nèi)的深度為管道內(nèi)徑的10%。
短接管的插入，盡量不要超過(guò)被測(cè)管道內(nèi)壁，保證管道內(nèi)外光滑。

                          圖7
對(duì)于生產(chǎn)裝置不允許斷流的情況下，選用YLCDL-480型、360型、600型可進(jìn)行帶壓開(kāi)孔和安裝。首先，直接把短接基座焊接到測(cè)量管道的安裝位置上，再安裝上根部球閥，然后用本廠提供的專用管道開(kāi)孔機(jī)進(jìn)行帶壓開(kāi)孔，孔開(kāi)好后，關(guān)閉球閥，流體不會(huì)外溢，然后連接上廠家提供專用配套短接和密封件，再安裝上傳感器。（帶壓安裝不影響正常的生產(chǎn)），具體尺寸及材料規(guī)格型號(hào)見(jiàn)圖（8）
 

                                                         圖8
4.4傳感器的接地
電磁流量計(jì)檢測(cè)電極拾取的流量信號(hào)在µV級(jí)，所以外來(lái)干擾對(duì)它的影響很大。因此，良好的接地效果很大程度上決定著流量計(jì)的測(cè)量精度。被測(cè)的流體本身作為電解質(zhì)導(dǎo)電體，必須排除其它不相關(guān)的電磁干擾。通常流量計(jì)是安裝在金屬管道上，管道一定要連接傳感器的PE接頭（出廠時(shí)已連接好），而PE接頭應(yīng)和良好的地線連接。
注意：要單獨(dú)一點(diǎn)接地，其他的電氣設(shè)備不應(yīng)連接到同一根接地線上，接地電阻要小與10歐姆。對(duì)于接地裝置一般采用2-3根Φ50的鋼管或45×45×4鍍鋅角鋼，埋設(shè)深度為2.5m，并且最好埋置在潮濕的土壤上。
 
五   轉(zhuǎn)換器的接線和操作說(shuō)明
 
5.1外形及與傳感器的連接方式
轉(zhuǎn)換器的外形分兩種，如圖9、圖10所示。圖9的轉(zhuǎn)換器，與傳感器的連接方式采用一體式，外殼設(shè)計(jì)為圖形結(jié)構(gòu)。圖10為與傳感器的連接一般采用分體式。
      
              圖9 一體式轉(zhuǎn)換器外形圖                   圖10 分體式轉(zhuǎn)換器外形圖
5.2轉(zhuǎn)換器的電氣接線
一體式轉(zhuǎn)換器的電氣接線與標(biāo)示如圖11和表2。

 
分體式轉(zhuǎn)換器的電氣接線與標(biāo)示如圖12和表3

圖12 分體式轉(zhuǎn)換器接線端子圖
 
表3： 分體式轉(zhuǎn)換器各接線端子標(biāo)示定義

5.3 轉(zhuǎn)換器操作面板的鍵盤定義與液晶顯示

操作說(shuō)明：
    在測(cè)量狀態(tài)下，按“復(fù)合鍵”+“確認(rèn)鍵”，出現(xiàn)轉(zhuǎn)換器功能選擇畫面“參數(shù)設(shè)置”，按一下確認(rèn)鍵，儀表出現(xiàn)輸入密碼狀態(tài)，根據(jù)保密級(jí)別，按本公司提供的密碼對(duì)應(yīng)設(shè)置，再按“復(fù)合鍵” +“確認(rèn)鍵”后，則進(jìn)入需要的參數(shù)設(shè)置狀態(tài)，此時(shí)可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置或修改，如果想返回運(yùn)行狀態(tài)，請(qǐng)按住“確認(rèn)鍵”數(shù)秒即可。
5．4 轉(zhuǎn)換器參數(shù)的設(shè)置及操作
    一體式轉(zhuǎn)換器和分體式轉(zhuǎn)換器，其參數(shù)的設(shè)置和操作方法都是一樣的。在儀表上電時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)，在自動(dòng)測(cè)量狀態(tài)下，儀表自動(dòng)完成各測(cè)量功能并顯示相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下，用戶使用四個(gè)面板鍵，完成儀表參數(shù)設(shè)置。
5.4.1 自動(dòng)測(cè)量狀態(tài)下的鍵功能
    上鍵：循環(huán)選擇屏幕下行顯示內(nèi)容
    屏幕下行顯示符號(hào)的意義：
    FLS— 管道內(nèi)的流速；         FQP— 流量占滿量程的百分比；
    MTP— 空管比（可判斷空管與否）；Σ+— 正向積算量；
     Σ—反向積算量；               ΣD— 正反向積算差。
    “復(fù)合鍵”+“確認(rèn)鍵”：進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)
      確認(rèn)鍵：返回自動(dòng)測(cè)量狀態(tài)
     在測(cè)量狀態(tài)下，LCD顯示器對(duì)比度的調(diào)節(jié)方法，通過(guò)“復(fù)合鍵”+“上鍵”或“復(fù)合鍵”+“下鍵”來(lái)調(diào)節(jié)合適的對(duì)比度。
5.4.2 參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下各鍵功能
下鍵：光標(biāo)處數(shù)字減1
上鍵：光標(biāo)處數(shù)字加1
復(fù)合鍵+下鍵：光標(biāo)左移
復(fù)合鍵+上鍵：光標(biāo)右移
確認(rèn)鍵：進(jìn)入/退出子菜單
確認(rèn)鍵：在任意狀態(tài)，連續(xù)按下兩秒鐘，返回自動(dòng)測(cè)量狀態(tài)。
注：
①使用“復(fù)合鍵”時(shí)，應(yīng)先按下復(fù)合鍵，再同時(shí)按住“上鍵”或“下鍵。
②在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下，1分鐘內(nèi)沒(méi)有按鍵操作，儀表自動(dòng)返回測(cè)量狀態(tài)。
③流量零點(diǎn)修正的流向選擇，可將光標(biāo)移至最左面的“+”或“-”下，用“上鍵”或“下鍵”切換，使之與實(shí)際流向相反。
5.4.3參數(shù)設(shè)置功能及功能鍵操作
要進(jìn)行儀表參數(shù)設(shè)定或修改，必須使儀表從測(cè)量狀態(tài)進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定狀態(tài)。在測(cè)量狀態(tài)下，按一下“復(fù)合鍵+確認(rèn)鍵”，儀表進(jìn)入到功能選擇畫面“參數(shù)設(shè)置”，然后按“確認(rèn)鍵”，進(jìn)入輸入密碼狀態(tài)，“00000”狀態(tài)，輸入密碼，按一下“復(fù)合鍵+確認(rèn)鍵”，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置畫面。
5.4.4總量清零
按一下“復(fù)合鍵”+“確認(rèn)鍵”，顯示“參數(shù)設(shè)置”功能，再按“上鍵”，翻頁(yè)到“總量清零”，再按確認(rèn)鍵使顯示在“00000”狀態(tài)，輸入總量清零密碼，然后同時(shí)按“復(fù)合鍵”+“確認(rèn)鍵”，當(dāng)顯示自動(dòng)變成“00000”后，儀表的總量清零任務(wù)完成，各種累計(jì)總量顯示為0。
5.4.5  參數(shù)設(shè)置菜單
一體式和分體式轉(zhuǎn)換器的參數(shù)設(shè)置菜單均相同，可按表4中的參數(shù)定義及設(shè)置方法進(jìn)行設(shè)置（出廠時(shí)已按用戶要求設(shè)置好）
表4 轉(zhuǎn)換器參數(shù)設(shè)置菜單一鑒表

5.5 報(bào)警信息
本智能電磁流量計(jì)具有自診斷功能，除了電源和硬件電路外，一般應(yīng)用中出現(xiàn)的故障均能正確給出報(bào)警信息。這些信息在顯示屏的左方提示出“”在測(cè)量狀態(tài)下，儀表自動(dòng)顯示的故障內(nèi)容如下：
FQH……………流量上限報(bào)警；      FQL……………流量下限報(bào)警
FGP……………流體空管報(bào)警；      SYS……………系統(tǒng)勵(lì)磁報(bào)警
5.6 故障處理
5.6.1 儀表無(wú)顯示
* 檢查電源是否接通；
* 檢查電源保險(xiǎn)絲是否完好；
* 檢查供電電壓是否符合要求；
5.6.2 勵(lì)磁報(bào)警
* 勵(lì)磁接線EX1和EX2是否開(kāi)路；
* 傳感器勵(lì)磁線圈總電阻是否小于150Ω；
* 如果a、b兩項(xiàng)都正常，則轉(zhuǎn)換器有故障。
5.6.3 空管報(bào)警
* 測(cè)量流體是否充滿傳感器測(cè)量管；
* 用導(dǎo)線將轉(zhuǎn)換器信號(hào)輸入端子SIG1、SIG2和SIGGND三點(diǎn)短路，此時(shí)如果“空管”提示撤消，說(shuō)明轉(zhuǎn)換器正常，有可能是被測(cè)流體電導(dǎo)率低或空管閾值及空管量程設(shè)置錯(cuò)誤；
* 檢查信號(hào)連線是否正確；
* 檢查傳感器電極是否正常：
使流量為零，觀察顯示電導(dǎo)比應(yīng)小于100%(或正常時(shí)的MTP值)；
在有流量的情況下，分別測(cè)量端子SIG1和SIG2對(duì)SIGGND的電阻應(yīng)小于50kΩ（對(duì)介質(zhì)為水測(cè)量值。最好用指針萬(wàn)用表測(cè)量，并可看到測(cè)量過(guò)程有充放電現(xiàn)象）。
* 用萬(wàn)用表測(cè)量DS1和DS2之間的直流電壓應(yīng)小于1V，否則說(shuō)明傳感器電極被污染，應(yīng)給予清洗。
5.6.4 測(cè)量的流量不準(zhǔn)確
* 流量流體是否充滿傳感器測(cè)量管；
* 信號(hào)線連接是否正常；
* 檢查傳感器系數(shù)、傳感器零點(diǎn)是否按傳感器標(biāo)牌或出廠校驗(yàn)單設(shè)置。