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電磁流量計防爆的設計

發布者:admin   時間:2018-05-07 08:41:48
1.引言

    在測流儀表行業,電磁流量計具有精度高、穩定性好、量程比寬、無壓損等優點,廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領域。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尚屬空白。

    2.電磁流量計工作原理

    電磁流量計根據法拉第電磁感應定律工作,測量管內無阻流部件,用于測量單相或多相導電流體流量。當導電流體在磁場中運動時,將在流體兩側產生感應電勢,其大小與流速成正比,據此可測流量值,如圖1所示。

圖1 電磁流量計測流原理    

    據電磁感應定律:導電流體在磁場中切割磁力線時,產生感應電動勢的大小為: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,流量與感應電動勢U成正比關系,因此,測得感應電動勢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定的磁場,而磁場正是靠傳感器線圈內的 勵磁電流來產生的。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,以產生均勻的磁場,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

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

    當電路發生通斷時,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,從而引發爆炸。本安設計就是要控制電路產生的 電火花能量,從而實現電路的本質安全。本質安全電路要求在正常工作和故障狀態下都必須是安全的,所產生的電火花均不足以點燃周圍環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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