电磁流量计防爆的电路设计

1.引言 在测流仪表行业，电磁流量计具有精度高、稳定性好、量程比宽、无压损等优点，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。然而，由于煤矿安全性的特 殊要求，目前可用于煤矿井下的电磁流量计在国内尚属空白。 2.电磁流量计工作原理 电磁流量计根据法拉第电磁感应定律工作，测量管内无阻流部件，用于测量单相或多相导电流体流量。当导电流体在磁场中运动时，将在流体两侧产生感应电势，其大小与流速成正比，据此可测流量值，如图1所示。 图1 电磁流量计测流原理 据电磁感应定律：导电流体在磁场中切割磁力线时，产生感应电动势的大小为：U=BDV： B—磁场密度（T） D—管径（m） V—流速（m/s） 流体流量为： Q=3600×V×Sm3/h 式中： S—管道截面积（m2） 则： Q=3600×U×S/（BD）m3/h 其中B、D、S为常量，流量与感应电动势U成正比关系，因此，测得感应电动势U，即可得到流体流量。 由此可见，电磁流量计正常运行需要有稳定的磁场，而磁场正是靠传感器线圈内的 励磁电流来产生的。励磁线圈如图2所示。 图2 励磁线圈 一对线圈对称安装在传感器正对的两侧，以产生均匀的磁场，传感器剖面图如图3所示。 图3 传感器剖面图 3.矿用仪表的安全性要求 对于矿用电气产品，其防爆安全性至关重要。目前，我国防爆电气产品的类型主要以隔爆型和本质安全型为主；并且只有本安设备能够用在0区危险场所。矿用本质安全型产品要做本质安全性能检验，其中本安火花试验是最重要的检验项目之一。 当电路发生通断时，会以火花形式释放能量。能量大于某一临界值时，便会点燃爆炸性气体混合物，从而引发爆炸。本安设计就是要控制电路产生的 电火花能量，从而实现电路的本质安全。本质安全电路要求在正常工作和故障状态下都必须是安全的，所产生的电火花均不足以点燃周围环境中的爆炸性混合气体。 4.电磁流量计本安励磁电路 电磁流量计传感器励磁电流是产生电火花的危险源，电磁流量计要用于井下，首先得励磁电路达到本质安全要求。