Der elektromagnetische Durchflussmesser ist ein Durchflussmessgerät, das auf dem elektromagnetischen Induktionsprinzip von Faraday basiert und häufig zur Messung des Durchflusses leitfähiger Flüssigkeiten oder Schlämme verwendet wird. Sein Funktionsprinzip basiert hauptsächlich auf dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion und der spezifische Prozess ist wie folgt:
1. **Prinzip der elektromagnetischen Induktion**:
Gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion erzeugen die geladenen Teilchen in der Flüssigkeit beim Fließen einer leitfähigen Flüssigkeit durch ein gleichmäßiges Magnetfeld unter der Wirkung des Magnetfelds eine elektromotorische Kraft (dh eine induzierte Spannung). Diese elektromotorische Kraft hängt von Faktoren wie der Durchflussrate der Flüssigkeit, der Stärke des Magnetfelds und dem Innendurchmesser des Rohrs ab.
2. **Strukturelle Zusammensetzung**:
- **Magnet**: wird verwendet, um ein konstantes Magnetfeld zu erzeugen.
- **Elektroden**: befinden sich auf beiden Seiten des Rohrs des Durchflussmessers und dienen zur Messung der in der Flüssigkeit erzeugten induzierten Spannung.
- **Pipeline**: Das Rohr, durch das die Flüssigkeit fließt, normalerweise aus isolierendem Material, um sicherzustellen, dass es das elektrische Feld nicht beeinflusst.
- **Signalprozessor**: Wird zur Umwandlung der induzierten Spannung in ein Durchflusssignal verwendet.
3. **Arbeitsprozess**:
- Der elektromagnetische Durchflussmesser leitet Strom durch die Flüssigkeit im Rohr und der Magnet erzeugt ein Magnetfeld senkrecht zur Strömungsrichtung außerhalb des Rohrs, in dem die Flüssigkeit fließt.
- Wenn die Flüssigkeit durch das Magnetfeld fließt, werden gemäß dem Faradayschen Gesetz die geladenen Teilchen (z. B. Ionen) in der Flüssigkeit unter der Wirkung des Magnetfelds abgelenkt, wodurch eine elektromotorische Kraft entsteht. Die Größe dieser elektromotorischen Kraft ist proportional zur Durchflussrate der Flüssigkeit.
- Die elektromotorische Kraft der Flüssigkeit wird von der Elektrode aufgenommen und über den Draht an den Signalprozessor übertragen.
- Der Signalprozessor berechnet die Durchflussrate der Flüssigkeit anhand des gemessenen Spannungssignals und wandelt sie in ein digitales Signal um, das zur Anzeige oder Aufzeichnung geeignet ist.
4. **Formel zur Durchflussberechnung**:
Die Größe der elektromotorischen Kraft (( E )) ist proportional zur Flüssigkeitsdurchflussrate (( v )) und die Formel lautet:
[
E = k cdot B cdot v cdot D
]
Wo:
- (E) ist die induzierte Spannung.
- (k) ist eine Konstante.
- (B) ist die magnetische Feldstärke.
- ( v ) ist die Durchflussrate.
- (D) ist der Innendurchmesser des Rohres.
Nach dieser Formel lässt sich aus der induzierten Spannung die Durchflussmenge ((Q)) berechnen.
5. **Vorteile**:
- **Keine mechanisch beweglichen Teile**: Daher ist der Wartungsaufwand gering und die Lebensdauer lang.
- **Breiter Anwendungsbereich**: Es kann für verschiedene leitfähige Flüssigkeiten und Schlämme verwendet werden und wird häufig in der Chemie-, Abwasserbehandlungs-, Lebensmittelverarbeitungs- und anderen Industriezweigen eingesetzt.
- **Hohe Präzision**: Es kann eine hochpräzise Durchflussmessung ermöglichen.
- **Nicht von der Dichte, Viskosität usw. der Flüssigkeit beeinflusst**: Es hängt nur von der Durchflussrate und der Leitfähigkeit der Flüssigkeit ab.
6. **Geltende Bedingungen**:
- Die Flüssigkeit muss leitfähig sein oder eine bestimmte Leitfähigkeit aufweisen (z. B. Wasser, Säure, Lauge, Schlamm usw.).
- Die Einbaulage des Durchflussmessers sollte die Stabilität des Flüssigkeitsstroms gewährleisten und starke Turbulenzen und Vibrationen vermeiden.
Im Allgemeinen besteht das Funktionsprinzip des elektromagnetischen Durchflussmessers darin, die Durchflussrate auf der Grundlage der Durchflussrate der Flüssigkeit, der magnetischen Feldstärke der Rohrleitung und der elektromotorischen Kraft mithilfe des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion zu berechnen, was die Vorteile einer hohen Präzision bietet und Langzeitstabilität.
Bei der Auswahl eines elektromagnetischen Durchflussmessers ist es in der Regel erforderlich, das geeignete Modell anhand der folgenden Schlüsselparameter zu bestimmen. Diese Parameter beeinflussen die Leistung, Installation und Betriebskosten des Durchflussmessers. Die folgenden allgemeinen Parameter sind bei der Auswahl eines elektromagnetischen Durchflussmessers zu berücksichtigen:
1. **Pipeline-ID (Pipeline-Größe)**
- **Innendurchmesserbereich**: Der Messbereich des elektromagnetischen Durchflussmessers hängt normalerweise vom Innendurchmesser des Rohrs ab. Gängige Rohrgrößen liegen zwischen wenigen Millimetern und mehreren Metern.
- **Der Innendurchmesser des Durchflussmessers** muss mit dem Innendurchmesser des gemessenen Rohrs übereinstimmen, um sicherzustellen, dass die Flüssigkeit stabil durch den Sensor fließen kann. Im Allgemeinen wird ein elektromagnetischer Durchflussmesser mit dem gleichen oder etwas größeren Innendurchmesser als das Rohr ausgewählt, um eine stabile Durchflussmessung zu erhalten.
2. **Durchflussbereich**
- **Maximaler Durchfluss**: Berücksichtigen Sie den maximalen Durchflussbedarf in der Anwendung. Bei der Auswahl eines Durchflussmessers sollte der Messbereich des Durchflussmessers den gesamten Durchflussschwankungsbereich abdecken, um die Genauigkeit zu gewährleisten.
- **Mindestdurchfluss**: Die Messgenauigkeit des elektromagnetischen Durchflussmessers ist bei geringem Durchfluss schlecht. Stellen Sie daher sicher, dass der ausgewählte Durchflussmesser die Mindestdurchflussanforderung erfüllen kann.
3. **Durchflussbereich**
- **Durchflussbereich**: Die Durchflussrate ist einer der Schlüsselfaktoren für die Messgenauigkeit des elektromagnetischen Durchflussmessers. Verschiedene Durchflussmesser haben unterschiedliche anwendbare Durchflussratenbereiche. Im Allgemeinen liegt der Durchflussbereich elektromagnetischer Durchflussmesser etwa zwischen 0,3 m/s und 10 m/s. Wählen Sie den geeigneten Durchflussbereich entsprechend den Eigenschaften der Flüssigkeit und den tatsächlichen Durchflussbedingungen.
4. **Flüssigkeitseigenschaften**
- **Leitfähigkeit**: Elektromagnetische Durchflussmesser können nur leitfähige Flüssigkeiten messen. Daher muss sichergestellt werden, dass die Flüssigkeit eine bestimmte Leitfähigkeit aufweist (z. B. Wasser, Schlamm, Säure, Alkali usw.). Die Leitfähigkeit der Flüssigkeit muss normalerweise größer als 5 μS/cm sein.
- **Flüssigkeitstemperatur**: Verschiedene Arten elektromagnetischer Durchflussmesser haben unterschiedliche anwendbare Betriebstemperaturbereiche. Die übliche Betriebstemperatur beträgt -20℃ bis +150℃, einige Sondermodelle halten höheren oder niedrigeren Temperaturen stand. Wählen Sie entsprechend der Temperatur der Flüssigkeit einen geeigneten Durchflussmesser.
- **Flüssigkeitsdruck**: Wählen Sie den Durchflussmesser entsprechend dem Druck unter den tatsächlichen Arbeitsbedingungen aus, um sicherzustellen, dass der Durchflussmesser während des Betriebs nicht beschädigt wird. Gängige Druckbereiche sind üblicherweise 6 bar, 16 bar oder 40 bar.
5. **Installationsort und -methode**
- **Installationsmethode**: Elektromagnetische Durchflussmesser werden normalerweise horizontal oder vertikal installiert. Für nicht viskose Flüssigkeiten kann der horizontale Einbau gewählt werden; Bei Flüssigkeiten mit Feststoffanteilen empfiehlt sich der vertikale Einbau. Die geeignete Installationsmethode muss entsprechend der Anordnung der Rohrleitung und den Eigenschaften des Fluids ausgewählt werden.
- **Länge des geraden Rohrabschnitts**: Elektromagnetische Durchflussmesser stellen hohe Anforderungen an die Stabilität des Flüssigkeitsflusses und erfordern normalerweise einen geraden Rohrabschnitt mit dem 5- bis 10-fachen Innendurchmesser der Rohrleitung vor und nach dem Durchflussmesser, um die verursachte Strömungsgeschwindigkeitsstörung zu reduzieren durch Bögen, Ventile usw.
6. **Elektrodenmaterial und Auskleidungsmaterial**
- **Elektrodenmaterial**: Das Elektrodenmaterial muss entsprechend der Korrosivität der Flüssigkeit ausgewählt werden. Zu den gängigen Materialien gehören Edelstahl, Titan, Platin usw. Für stark korrosive Flüssigkeiten werden normalerweise Materialien mit höherer Korrosionsbeständigkeit (wie Titanlegierung oder Platin) ausgewählt.
- **Auskleidungsmaterial**: Das Auskleidungsmaterial hat einen wichtigen Einfluss auf die chemische Stabilität der Flüssigkeit und die Lebensdauer des Durchflussmessers. Zu den gängigen Auskleidungsmaterialien gehören Gummi, Polytetrafluorethylen (PTFE), Keramik usw. Bei Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Korrosivität und Temperatur kann die Wahl des geeigneten Auskleidungsmaterials die Messgenauigkeit verbessern und die Lebensdauer des Durchflussmessers verlängern.
7. **Ausgangssignal**
- **Analoger Signalausgang**: Der 4-20-mA-Ausgang ist die gebräuchlichste Standard-Signalausgabemethode und eignet sich für die meisten industriellen Automatisierungssysteme.
- **Impulssignalausgang**: Geeignet für Anwendungen, die Zählimpulse erfordern, häufig verwendet zur Durchflussakkumulation, Fernübertragung oder Gestängesteuerung.
- **Digitaler Signalausgang**: Wie Modbus RTU, Profibus, Hart und andere Protokollausgänge, geeignet für Datenkommunikation und Integration mit anderen intelligenten Geräten (wie SPS, DCS).
8. **Schutzniveau und Umgebungsbedingungen**
- **Schutzstufe**: Der Durchflussmesser sollte entsprechend der Einsatzumgebung eine geeignete Schutzstufe wählen. Gängige Schutzstufen sind IP65, IP67 und IP68. Wählen Sie je nach Luftfeuchtigkeit, Staub und der Außeneinwirkung in der Anwendungsumgebung eine geeignete Schutzstufe.
- **Explosionsgeschützter Typ**: In explosionsgefährdeten Umgebungen (z. B. in der petrochemischen Industrie) müssen Sie möglicherweise einen explosionsgeschützten elektromagnetischen Durchflussmesser wählen.
9. **Stromversorgungsmethode**
- **Anforderungen an die Stromversorgung**: Abhängig von den Stromverhältnissen vor Ort kann der elektromagnetische Durchflussmesser mit Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) betrieben werden. Übliche Stromanforderungen sind 24 V Gleichstrom oder 110/220 V Wechselstrom.
- **Low-Power-Version**: Für abgelegene Installationen oder Orte ohne stabile Stromversorgung können Sie eine Low-Power-Version oder ein solarbetriebenes Modell wählen.
Messprinzipien
Das Messprinzip des elektromagnetischen Durchflussmessers basiert auf dem elektromagnetischen Induktionsgesetz von Farady. Der Sensor besteht im Wesentlichen aus einem Messrohr mit isolierter Auskleidung, einem Paar Elektroden, die durch Eindringen in die Messrohrwand installiert werden, einem Paar Spulen und einem Eisenkern zur Erzeugung eines Arbeitsmagnetfelds. Wenn die leitfähige Flüssigkeit durch das Messrohr des Sensors fließt, wird an den Elektroden ein Spannungssignal induziert, das direkt proportional zur durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit ist. Das Signal wird vom Sender verstärkt und verarbeitet, um verschiedene Anzeigefunktionen zu realisieren.
Schaltplan des Wandlers
Die Wandler versorgen die Spule im Sensor elektronischer Durchflussmesser mit einem stabilen Erregerstrom, um B konstant zu halten, verstärken die elektromotorische Kraft und wandeln sie in Standardsignale für Strom oder Frequenz um, sodass die Signale zur Anzeige, Steuerung und Verarbeitung verwendet werden können. Das Schema der Wandlerschaltung ist in Abb. 2.1 dargestellt.
Tabelle des Parametereinstellungsmenüs
Das Konverter-Einstellungsmenü besteht aus 45 Elementen. Viele von ihnen werden vor dem Versand vom Hersteller eingerichtet. Es ist nicht erforderlich, diese bei der Bewerbung zu ändern. Nur wenige davon können je nach Anwendung vom Benutzer eingestellt werden. Die Menüpunkte sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
Artikel-Nr. | Menüanzeige | Einstellungsmethode | Passwortebene | Wertebereich |
1 | Sprache | Option | 1 | Chinesisch/Englisch |
2 | Sensorgröße | Option | 1 | 3 - 3000 mm |
3 | Durchflussbereich | Ändern | 1 | 0 - 99999 |
4 | Automatische Rng-Änderung | Option | 1 | EIN/AUS |
5 | Dämpfung | Option | 1 | 0 - 100 s |
6 | Durchflussrichtung | Option | 1 | Vorw./Aufl |
7 | Durchfluss Null | Ändern | 1 | +/-0,000 |
8 | LF-Cutoff | Ändern | 1 | 0 - 99 % |
9 | Cutoff-Aktivierung | Option | 1 | EIN/AUS |
10 | Änderungsrate | Ändern | 1 | 0 - 30 % |
11 | Zeit begrenzen | Ändern | 1 | 0 - 20 s |
12 | Gesamteinheit | Option | 1 | 0,0001 l – 1 m3 |
13 | Strömungsdichte | Ändern | 1 | 0,0000 - 3,9999 |
14 | Aktueller Typ | Option | 1 | 4-20mA/0-10mA |
15 | Impulsausgang | Option | 1 | Frq/Puls |
16 | Pulsfaktor | Option | 1 | 0,001 l – 1 m3 |
17 | Freq Max | Ändern | 1 | 1 - 5999 Hz |
18 | Kommunikationsadresse | Ändern | 1 | 0 - 99 |
19 | Baudrate | Option | 1 | 600 - 14400 |
20 | EmpPipe Det. | Option | 1 | EIN/AUS |
21 | EmpPipe Alm | Ändern | 1 | 200,0 kΩ |
22 | Hallo ALM Enble | Option | 1 | EIN/AUS |
23 | Hallo Alm Limit | Ändern | 1 | 000,0 - 199,9 % |
24 | Lo Alm Enble | Option | 1 | EIN/AUS |
25 | Lo Alm-Grenze | Ändern | 1 | 000,0 - 199,9 % |
26 | RevMeas.Enbl | Option | 1 | EIN/AUS |
27 | Sensor-S/N | Ändern | 2 | 000000000000-999999999999 |
28 | Sensor-Fakt. | Ändern | 2 | 0,0000 - 3,9999 |
29 | Feldmodus | Option | 2 | Modus 1,2,3 |
30 | Multiplizieren | Ändern | 2 | 0,0000 - 3,9999 |
31 | F. Gesamtsatz | Ändern | 3 | 0000000000 - 9999999999 |
32 | R. Gesamtsatz | Ändern | 3 | 0000000000 - 9999999999 |
33 | Eingabesteuerung | Option | 3 | Tot deaktivieren/stoppen/Tot zurücksetzen |
34 | Clr Totalizr | Passwort | 3 | 00000 - 59999 |
35 | Clr Tot. Schlüssel | Ändern | 3 | 00000 - 59999 |
36 | Datum –J/M/T * | Ändern | 3 | 31.12.99 |
37 | Zeit-h/m/s * | Ändern | 3 | 23.59.59 |
38 | Passwort L1 | Ändern | 3 | 0000 - 9999 |
39 | Passwort L2 | Ändern | 3 | 0000 - 9999 |
40 | Passwort L3 | Ändern | 3 | 0000 - 9999 |
41 | Aktueller Nullpunkt | Ändern | 4 | 0,0000 - 1,9999 |
42 | Aktueller Max | Ändern | 4 | 0,0000 - 3,9999 |
43 | Zählerfaktor | Ändern | 4 | 0,0000 - 3,9999 |
44 | Konverter S/N | Ändern | 4 | 0000000000-9999999999 |
45 | System-Reset | Passwort | 4 |
Szenarioanwendung:
FAQ
1. F: Welche Informationen müssen zur Auswahl des geeigneten Modells bereitgestellt werden?
A: Anwendungsbereich, Nenndruck, Medium und mittlere Temperatur, Stromversorgung, Leistung,
Durchflussbereich, Genauigkeit, Verbindung und andere Parameter.
2. F: Sind Sie ein Handelsunternehmen oder ein Hersteller?
A: Wir sind ein ISO-zugelassener Hersteller, der auf Füllstands- und Durchflussmessgeräte spezialisiert ist.
OEM- und ODM-Service sind verfügbar. Willkommen bei uns in China.
3. F: Was ist Ihr MOQ?
A: Um unsere Zusammenarbeit zu beginnen, ist eine Musterbestellung akzeptabel.
4. F: Wann ist Ihr Liefertermin für den intelligenten Mini-Mikroturbinen-Heizöl-Diesel-Durchflussmesser?
A: Der Liefertermin beträgt ca. 3-15 Werktage nach Zahlungseingang.
5. F: Wie lauten Ihre Zahlungsbedingungen?
A: Wir unterstützen T/T, PayPal, Western Union.
Bei Massenproduktionsaufträgen ist eine Anzahlung von 30 % im Voraus und ein Restbetrag von 70 % vor dem Versand zu leisten.
6. F: Gibt es eine Garantie für den Durchflussmesser?
A: Ja, wir haben eine Garantie von 12 Monaten.
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