電磁流量計防爆的設計

    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(nèi)尚屬空白。

    2.電磁流量計工作原理

    電磁流量計根據(jù)法拉第電磁感應定律工作，測量管內(nèi)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(chǎn)生感應電勢，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)電磁感應定律：導電流體在磁場中切割磁力線時，產(chǎn)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(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，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