基恩士传感器测量原理

基恩士传感器测量原理与工程设计中应用

    基恩士传感器具有无压损、口径大、量程比宽、耐腐蚀、适用于高黏度介质、高等特点。探讨了电磁流量计的测量原理、特点、适用场合等工程要素，详细介绍了电磁流量计的特点。重点介绍了电磁流量计的几个典型应用案例，提供了疑难流量测量的参考方案。

    在基恩士传感器流量测量的技术难度和复杂程度都相当高，研究流量测量对于提高产量、降低企业的经营成本、解决节能环保起到重要作用。电磁流量计具有无阻力，无压损的优点，可以充分减小管道内的阻力，符合节能降耗的要求，因而电磁流量计在业界得到广泛的重视。笔者介绍了电磁流量计的测量原理、特点和适用场合，提出了在工程设计中选用电磁流量计需考虑的因素及电磁流量计的安装要求。

    1　基恩士传感器测量原理

    基恩士传感器的测量原理是根据法拉电磁感应定律测量流速，再测量流通截面液位高度得流通面积，两者相乘得到所测流量，电磁流量计测量原理如图1所示，电磁流量计实际测量介质流速，是一种速度式流量计。电磁流量计的测量原理依据以下公式表述：

    Ue＝ｋB　L　V（1）

    式中：Ue—感应电动势，即流量信号，V；B—磁感应强度，T；L—电极间距，即测量管内径，m；V—液体平均流速，m／S；qV—液体体积流量，m3／S。

    2　基恩士传感器适用范围和优点

    基恩士传感器泛用于导电液体或液固两相介质的体积流量测量，如其他仪表不能测量的各种酸、碱、盐等高腐蚀性、易结晶的溶液的流量，泥浆、矿浆、水煤浆、纸浆、浆料等液固介质和纯水、污水等相对简单的导电介质的流量。电磁流量计要求被测介质电导率一般应大于5μS／Cm。电磁流量计由流量传感器和转换器两部分组成，与其他类型的流量计相比，其优点如下：

    1）基恩士传感器测量管是一段无阻流检测件的直管，因而检测流量时不会造成压力损失，节能效果好。

    2）适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固两相流体，如纸浆、煤粉浆、矿浆、污水及酸、碱、盐溶液等具有一定电导率的液体，所测体积流量不受流体密度、黏度、温度、压力和电导率的影响。

    3）测量范围大，量程比一般大于10∶1，可达100∶1。流速范围一般为1～6m／S，也可扩展到0.5～10.0m／S。测量管径范围为2mm～3m［2］。

    4）Ue与qV成线性关系，故仪表具有均匀刻度，且所测得流体的体积流量与介质的物性（如温度、压力、密度、黏度）无关，所以电磁流量计只需用水后，即可用来测量其他导电介质的体积流量，无需修正［2］。

    5）测量口径大，适用于大管径液体流量的测量。6）与其他大部分流量仪表相比，所要求的前置直管段较低。

    3　工程设计中需考虑的因素

    3.1　工艺过程条件

    选用基恩士传感器通常需要考虑的工艺条件如下：

    1）被测介质电导率。电磁流量计测量的流体必须是导电的，一般只要电导率过阈值，即使变化也不影响测量值，但低于阈值将会增大测量误差；通常要求液体电导率不小于5μS／Cm，去离子水电导率不小于20μS／Cm。

    2）被测介质温度。根据被测工艺介质的温度范围，选择测量管内衬材料及传感器线圈的漆包线的耐温等，即衬里材料应与介质温度相适应，常用测量管衬里材料建议根据表1选择。