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電磁流量計防爆的設(shè)計

發(fā)布者:admin   時間:2018-05-07 08:41:48
1.引言

    在測流儀表行業(yè),電磁流量計具有精度高、穩(wěn)定性好、量程比寬、無壓損等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。然而,由于煤礦安全性的特 殊要求,目前可用于煤礦井下的電磁流量計在國內(nèi)尚屬空白。

    2.電磁流量計工作原理

    電磁流量計根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律工作,測量管內(nèi)無阻流部件,用于測量單相或多相導(dǎo)電流體流量。當(dāng)導(dǎo)電流體在磁場中運動時,將在流體兩側(cè)產(chǎn)生感應(yīng)電勢,其大小與流速成正比,據(jù)此可測流量值,如圖1所示。

圖1 電磁流量計測流原理    

    據(jù)電磁感應(yīng)定律:導(dǎo)電流體在磁場中切割磁力線時,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小為:U=BDV:

    B—磁場密度(T)

    D—管徑(m)

    V—流速(m/s)

    流體流量為:

    Q=3600×V×Sm3/h

    式中:

    S—管道截面積(m2)    

    則:

    Q=3600×U×S/(BD)m3/h

    其中B、D、S為常量,流量與感應(yīng)電動勢U成正比關(guān)系,因此,測得感應(yīng)電動勢U,即可得到流體流量。

    由此可見,電磁流量計正常運行需要有穩(wěn)定的磁場,而磁場正是靠傳感器線圈內(nèi)的 勵磁電流來產(chǎn)生的。勵磁線圈如圖2所示。

圖2 勵磁線圈

    一對線圈對稱安裝在傳感器正對的兩側(cè),以產(chǎn)生均勻的磁場,傳感器剖面圖如圖3所示。

圖3 傳感器剖面圖

    3.礦用儀表的安全性要求

    對于礦用電氣產(chǎn)品,其防爆安全性至關(guān)重要。目前,我國防爆電氣產(chǎn)品的類型主要以隔爆型和本質(zhì)安全型為主;并且只有本安設(shè)備能夠用在0區(qū)危險場所。礦用本質(zhì)安全型產(chǎn)品要做本質(zhì)安全性能檢驗,其中本安火花試驗是最重要的檢驗項目之一。

    當(dāng)電路發(fā)生通斷時,會以火花形式釋放能量。能量大于某一臨界值時,便會點燃爆炸性氣體混合物,從而引發(fā)爆炸。本安設(shè)計就是要控制電路產(chǎn)生的 電火花能量,從而實現(xiàn)電路的本質(zhì)安全。本質(zhì)安全電路要求在正常工作和故障狀態(tài)下都必須是安全的,所產(chǎn)生的電火花均不足以點燃周圍環(huán)境中的爆炸性混合氣體。

    4.電磁流量計本安勵磁電路

    電磁流量計傳感器勵磁電流是產(chǎn)生電火花的危險源,電磁流量計要用于井下,首先得勵磁電路達到本質(zhì)安全要求。

    電磁流量計傳感器電氣部分由2個線圈組成,如圖4。

圖4 電磁流量計傳感器電氣部分

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