• 電磁流量計(jì)

  
  

    電磁流量計(jì)（Electromagnetic Flowmeters，簡稱EMF）是20世紀(jì)50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。 電磁流量計(jì)是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理， 根據(jù)導(dǎo)電流體通過外加磁場時(shí)感生的電動(dòng)勢來測量導(dǎo)電流體流量的一種儀器。

儀表介紹

   電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。

磁路系統(tǒng)：其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場。直流磁路用永久磁鐵來實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單，受交流磁場的干擾較小，但它易使通過測量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化，使正電極被負(fù)離子包圍，負(fù)電極被正離子包圍，即電極的極化現(xiàn)象，并導(dǎo)致兩電極之間內(nèi)阻增大，因而嚴(yán)重影響儀表正常工作。當(dāng)管道直徑較大時(shí)，永久磁鐵相應(yīng)也很大，笨重且不經(jīng)濟(jì)，所以電磁流量計(jì)一般采用交變磁場，且是50HZ工頻電源激勵(lì)產(chǎn)生的。

測量導(dǎo)管：其作用是讓被測導(dǎo)電性液體通過。為了使磁力線通過測量導(dǎo)管時(shí)磁通量被分流或短路，測量導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成，可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等。

電極：其作用是引出和被測量成正比的感應(yīng)電勢信號。電極一般用非導(dǎo)磁的不銹鋼制成，且被要求與襯里齊平，以便流體通過時(shí)不受阻礙。它的安裝位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆積在其上面而影響測量精度。

外殼：應(yīng)用鐵磁材料制成，是分配制度勵(lì)磁線圈的外罩，并隔離外磁場的干擾。

襯里：在測量導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上，有一層完整的電絕緣襯里。它直接接觸被測液體，其作用是增加測量導(dǎo)管的耐腐蝕性，防止感應(yīng)電勢被金屬測量導(dǎo)管管壁短路。襯里材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。

轉(zhuǎn)換器：由液體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢信號十分微弱，受各種干擾因素的影響很大，轉(zhuǎn)換器的作用就是將感應(yīng)電勢信號放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號并抑制主要的干擾信號。其任務(wù)是把電極檢測到的感應(yīng)電勢信號Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號。

特點(diǎn)

1、測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響；

2、測量管內(nèi)無阻礙流動(dòng)部件，無壓損，直管段要求較低。對漿液測量有獨(dú)特的適應(yīng)性；

3、合理選擇傳感器襯里和電極材料，即具有良好的耐腐蝕和耐磨損性；

4、轉(zhuǎn)換器采用新穎勵(lì)磁方式，功耗低、零點(diǎn)穩(wěn)定、精確度高。流量范圍度可達(dá)150：1；

5、轉(zhuǎn)換器可與傳感器組成一體型或分離型；

6、轉(zhuǎn)換器采用16位高性能微處理器，2x16LCD顯示，參數(shù)設(shè)定方便，編程可靠；

7、流量計(jì)為雙向測量系統(tǒng)，內(nèi)裝三個(gè)積算器：正向總量、反向總量及差值總量；可顯示正、反流量，并具有多種輸出：電流、脈沖、數(shù)字通訊、HART；

8、轉(zhuǎn)換器采用表面安裝技術(shù)(SMT)，具有自檢和自診斷功能；

9、測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號與平均流速呈線性關(guān)系，因此測量精度高。

10、測量管道內(nèi)無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內(nèi)無可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長。

11、由于感應(yīng)電壓信號是在整個(gè)充滿磁場的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長度為5倍的管道直徑。

12、轉(zhuǎn)換器采用國際最新最先進(jìn)的單片機(jī)（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零點(diǎn)穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)定方便。點(diǎn)擊中文顯示LCD，顯示累積流量，瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等。

13、雙向測量系統(tǒng)，可測正向流量、反向流量。采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質(zhì)材料，確保產(chǎn)品的性能在長時(shí)候內(nèi)保持穩(wěn)定。

分類

按照外加磁場類型的不同，電磁流量計(jì)主要有直流式和感應(yīng)式兩種。直流式電磁流旱計(jì)（圖2）的外加恒下磁場B垂直于管軸，C、D處裝有兩個(gè)電極，用來測量流體橫越磁場時(shí)所感生的電動(dòng)勢U。流量Q可用下式求出：

式中A為管道橫截面積；d為管道直徑；k為修正系數(shù)，用來修正導(dǎo)出公式時(shí)未計(jì)及的因素（如流量計(jì)管道內(nèi)的流速事實(shí)上并不均勻）的影響。在常的流量計(jì)中，k約為0.8，但對于特定尺寸、用于特定工況的電磁流量計(jì)，則要用容積法（一定時(shí)間內(nèi)流過的容積）標(biāo)定k值。磁場可由永久磁鐵產(chǎn)生，磁鐵材料一般是鋁－鎳－鈷合金。流量大時(shí)，因管徑較大，故采用無鐵芯激磁繞組，通以它常直流電流來產(chǎn)生一個(gè)近似均勻的磁場。

感應(yīng)式電磁流量計(jì) 在被測流體溫度過高或?qū)﹄姌O有強(qiáng)烈腐蝕作用等情況下，可采用感應(yīng)式電磁流量計(jì)（圖2）。A、B為匝數(shù)相等的兩個(gè)交流激磁繞組（圖中畫的是截面），繞組之間是串聯(lián)的，但各自的電流方向相反。當(dāng)流體靜止時(shí)，通過感應(yīng)線圈C的合成磁通為零，故線圈中沒有感生的交變電動(dòng)勢。流體流動(dòng)時(shí)感應(yīng)線圈中就產(chǎn)生交變電動(dòng)勢，其大小與流速成正比?；谶@一原理，還有很多改型方案。例如用一個(gè)激磁繞組，而在它的對稱的兩側(cè)各安置一方向相反的感應(yīng)線圈并串聯(lián)起來（圖3）流體流動(dòng)時(shí)，磁力線向流動(dòng)方向移動(dòng)，使兩邊感應(yīng)線圈中的大吃一驚生電動(dòng)勢不為零，由此可間接表示出流量的大小。

電磁流量計(jì)的管道內(nèi)沒有其他部件，所以除用于測量導(dǎo)電流體的流量外，還可用于測量各種粘度的不導(dǎo)電液體（其中加入易電離物質(zhì)）的流量。在核能工業(yè)中經(jīng)常使用電磁流量計(jì)。

電磁流量計(jì)就顯示方式分為：分體型電磁流量計(jì)，一體型電磁流量計(jì)。系列公稱通徑DN15～DN3000。

分體型電磁流量計(jì)是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表，采用單片機(jī)嵌入式技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字勵(lì)磁，同時(shí)在電磁流量計(jì)上采用CAN現(xiàn)場總線，屬國內(nèi)首創(chuàng)，技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

分體型電磁流量計(jì)在滿足現(xiàn)場顯示的同時(shí)，還可以輸出4～20mA電流信號供記錄、調(diào)節(jié)和控制用，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門。

分體型電磁流量計(jì)除可測量一般導(dǎo)電液體的流量外，還可測量液固兩相流，高粘度液流及鹽類、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿液體的體積流量。

一體型電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制定，用來測量導(dǎo)電流體的體積流量。由于獨(dú)特的特點(diǎn)已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)上各種導(dǎo)電液體的測量。主要用于化工、造紙、食品、紡織、冶金、環(huán)保、給排水等行業(yè)，與計(jì)算機(jī)配套可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。

1．電磁流量計(jì)沒有可動(dòng)部件，也沒有阻流件，不會引起壓力損失，同時(shí)也不會引起磨損，阻塞等問題。

2．電磁流量計(jì)是一體積流量測量儀表，在測量過程中不受被測介質(zhì)的溫度、粘度、密度以及導(dǎo)電率（在一定范圍內(nèi)）的影響。

3．電磁流量計(jì)的量程范圍寬，可達(dá)1：100。此外，電磁流量計(jì)只與被測介質(zhì)的平均流速成正比，而與軸對稱的流動(dòng)狀態(tài)（層流或紊流）無關(guān)。

4．電磁流量計(jì)無機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測量瞬時(shí)脈動(dòng)流量，而且線性好，因此可以將測量信號直接用轉(zhuǎn)換器線性的轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。LD-T型可就地指示，LD型可遠(yuǎn)距離傳送。

使用方法

    電磁流量計(jì)有兩個(gè)運(yùn)行狀態(tài)：自動(dòng)測量狀態(tài)和參數(shù)設(shè)置狀態(tài)。
　　儀表通電時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入測量狀態(tài)。在自動(dòng)測量狀態(tài)下，電磁流量計(jì)自動(dòng)完成各測量功能并顯示相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)。在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下，用戶使用四個(gè)面板鍵，完成儀表參數(shù)設(shè)置。
　　1、按鍵功能

1.1自動(dòng)測量狀態(tài)下鍵功能
　　下鍵：循環(huán)選擇屏幕下行顯示內(nèi)容；
　　上鍵：循環(huán)選擇屏幕上行顯示內(nèi)容；
　　復(fù)合鍵+確認(rèn)鍵：進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)；
　　確認(rèn)鍵：返回自動(dòng)測量狀態(tài)；
　　測量狀態(tài)下，LCD顯示器對比度的調(diào)節(jié)：小液晶是通過“復(fù)合鍵+上鍵”或“復(fù)合鍵+下鍵”按數(shù)秒鐘；大液晶是通過調(diào)節(jié)大液晶背面的電位器來實(shí)現(xiàn)。
　　1.2參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下鍵功能
　　下鍵：光標(biāo)處數(shù)字減1；
　　上鍵：光標(biāo)處數(shù)字加1；
　　復(fù)合鍵+下鍵：光標(biāo)左移；
　　復(fù)合鍵+上鍵：光標(biāo)右移；
　　確認(rèn)鍵：進(jìn)入/退出子菜單；
　　確認(rèn)鍵：在任意狀態(tài)下，連續(xù)按下兩秒鐘，返回自動(dòng)測量狀態(tài)。
　　注：1.使用“復(fù)合鍵”時(shí)，應(yīng)先按下復(fù)合鍵再同時(shí)按住上“上鍵”或“下鍵”
　　2.在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下，3分鐘內(nèi)沒有按鍵操作，儀表自動(dòng)返回測量狀態(tài)。
　　3.流量零點(diǎn)修正的流向選擇，可將光標(biāo)移至最左面的“+”或“—”用“上鍵”或“下鍵”切換使之與實(shí)際流向相反。
　　4.流量的單位選擇，可將光標(biāo)移至“流量量程設(shè)置”菜單的原顯示的流量單位下，然后用“上鍵”或“下鍵”切換使之符合需要。
　　2、參數(shù)設(shè)置功能鍵操作
　　要進(jìn)行電磁流量計(jì)參數(shù)設(shè)定或修改，必須使流量計(jì)從測量狀態(tài)進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。在測量狀態(tài)下，按“復(fù)合鍵+確認(rèn)鍵”出現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換密碼（0000），根據(jù)保密級別，按廠家提供的密碼對應(yīng)修改。再按“復(fù)合鍵+確認(rèn)鍵”后，則進(jìn)入需要的參數(shù)設(shè)置狀態(tài)。

智能型電磁流量計(jì)傳感器在工藝管道上的安裝

1.智能型電磁流量計(jì)測堵管在任何時(shí)刻必須完全注滿介質(zhì)，不能在不滿管或空管的情況下正常工作。在介質(zhì)不滿管時(shí)，可采用抬高流量計(jì)后端出水管高度的方法使介質(zhì)滿管，避免不滿管及氣體附著在電極上。

2.管道內(nèi)有真空會損壞流量計(jì)的內(nèi)襯，需特別注意。
　　3.流動(dòng)的正方向應(yīng)與流量計(jì)上箭頭所指的正方向一致。
　　4.智能型電磁流量計(jì)即可在直管道上安裝，也可以在水平或傾斜管道上安裝，但要求二電極的中心連線處于水平狀態(tài)。
　　5.對于液、固兩相流體，最好采用垂直安裝，使被測介質(zhì)自上而下流動(dòng)，可使流量計(jì)襯里磨損均勻，延長使用壽命。
　　6.流量計(jì)在管道法蘭附近確保有足夠的空間，以便安裝和維護(hù)。
　　7.若測量管道有振動(dòng)，在流量計(jì)的兩側(cè)應(yīng)有固定的支座。
　　8.測量介質(zhì)為重污染液體的，在旁路管道安裝流量計(jì)本體，不中斷工藝運(yùn)行，即可排空與清流。
　　9.安裝聚四氟乙烯內(nèi)襯的流量計(jì)時(shí)，連接法蘭的螺栓應(yīng)注意均勻擰緊，否則容易壓壞聚四氟乙烯內(nèi)襯，最好用力矩扳手。

儀表安裝

電磁流量計(jì)簡單說是由流量傳感器變送器組成的。電磁流量計(jì)的安裝要求是一定要安裝在管路的最低點(diǎn)或者管路的垂直段，但是一定是在滿管的情況下，對直管段要求是前5D后3D，這樣才能保證電磁流量計(jì)的使用和對精度的要求。

電磁流量計(jì)的測量原理不依賴流量的特性，如果管路內(nèi)有一定的湍流與漩渦產(chǎn)生在非測量區(qū)內(nèi)（如：彎頭、切向限流或上游有半開的截止閥）則與測量無關(guān)。如果在測量區(qū)內(nèi)有穩(wěn)態(tài)的渦流則會影響測量的穩(wěn)定性和測量的精度，這時(shí)則應(yīng)采取一些措施以穩(wěn)定流速分布：

1. 增加前后直管段的長度

2. 采用一個(gè)流量穩(wěn)定器

3. 減少測量點(diǎn)的截面。

1．對外部環(huán)境的要求

1．1．流量計(jì)應(yīng)避免安裝在溫度變化很大或受到設(shè)備高溫輻射的場所，若必須安裝時(shí)，須有隔熱、通風(fēng)的措施。

1．2．流量計(jì)最好安裝在室內(nèi)，若必須安裝于室外，應(yīng)避免雨水淋澆，積水受淹及太陽暴曬，須有防潮和防曬措施。

1．3．流量計(jì)應(yīng)避免安裝在含有腐蝕性氣體的環(huán)境中，必須安裝時(shí)，須有通風(fēng)措施。

1．4．為了安裝、維護(hù)、保養(yǎng)方便，在流量計(jì)周圍需有充裕的安裝空間。

1．5．流量計(jì)安裝場所應(yīng)避免有磁場及強(qiáng)振動(dòng)源，如管道振動(dòng)大，在流量計(jì)兩邊應(yīng)有固定管道的支座。

1. 2. 管道式電磁流量計(jì)

2．1．對直段的要求

為了改善渦流與流場畸變的影響，流量計(jì)安裝的前、后直管段長度有一定要求，否則會影響測量精度（也可安裝整流器，盡量避免在靠近調(diào)節(jié)閥和半開閥門之后安裝）。

2．2．對工藝管的要求

流量計(jì)對安裝點(diǎn)的上、下游工藝管有一定的要求，否則影響測量精度。

a．上、下游工藝管的內(nèi)徑與傳感器的內(nèi)徑相同，并應(yīng)滿足：0.98DN≤D≤1.05DN（式中DN：傳感器內(nèi)徑，D：工藝管內(nèi)徑）

b．工藝管與傳感器必須同心，同軸偏差應(yīng)不大于0.05DN

2．3．旁通管的要求

為了方便檢修流量計(jì)，最好為流量計(jì)安裝旁通管，另外，對重污染流體及流量計(jì)需清而流體不能停止的，必須安裝旁通管。

a．方便流量計(jì)的檢修

b．對重污染流體必須安裝

c．流體不能停止而流量計(jì)需清洗

3．插入式電磁流量計(jì)安裝要求

3．1．對直管段的要求

入口/出口直管段：入口應(yīng)≥10×DN；出口應(yīng)≥5×DN

3．2．對接地點(diǎn)要求

為了使儀表可靠的工作，提高測量精度，不受外界寄生電勢的干擾/傳感器應(yīng)有良好的接地，接地電阻小于10.（若金屬管道接地良好時(shí)，無須專設(shè)接地裝置）3．3 對安裝位置要求如圖所示

插入電磁流量計(jì)根據(jù)現(xiàn)場管路情況不一，不加裝球閥的流量計(jì)，應(yīng)在不帶壓倒管路上安裝（即不帶壓安裝可選擇不加裝球閥的流量計(jì)），在管道上開孔直徑50，準(zhǔn)備把連接焊管焊接在管道的開孔上；對于要求不斷流裝卸或不允許介質(zhì)溢出的場合，須加裝球閥，即選擇帶球閥結(jié)構(gòu)的插入式電磁流量計(jì)；在管道上開孔直徑50，準(zhǔn)備把連接焊管焊接在管道的開孔上。

插入式電磁流量計(jì)選型

測量范圍 :　推薦使用范圍： 0.5m/s～10m/s連續(xù)可調(diào) 。最大使用范圍：0.2m/s～15m/s連續(xù)可調(diào)

信號輸出：1、開關(guān)量可設(shè)為： 脈沖輸出（最高1000HZ）；高 /低流量報(bào)警；空管報(bào)警；流量方向示意；

故障報(bào)警；2、電流輸出：4-20mA輸出

組態(tài)方式：1、通過三個(gè)手動(dòng)鍵現(xiàn)場組態(tài)。 2、通過遙控器現(xiàn)場組態(tài)。 3、通過手操器進(jìn)行現(xiàn)場組態(tài)。

記憶：EEPROM不會消失之記憶體，無需電池保存。

說明

電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于污水，氟化工，生產(chǎn)用水，自來水行業(yè)以及醫(yī)藥，鋼鐵等等諸多方面。由于原理決定了它只能測導(dǎo)電液體。雖說它在可靠性和穩(wěn)定性方面都比其它種類的流量計(jì)要好許多，但客戶在實(shí)際使用過程中，還是會發(fā)生一些問題，下面我就電磁流量計(jì)在選型和安裝上詳細(xì)說一下：

一，和其它流量計(jì)一樣，雖然電磁流量計(jì)它的測量范圍比是30：1，比渦街流量計(jì)和差壓式流量計(jì)都要高，但也是有限制的，許多客戶定表時(shí)，常常把它和水表相比較，以為可以測量很低的流速，一般情況下，它只能測0.1m/s.低于此流速電磁流量計(jì)就很難正確測量。所以定貨初期對流量范圍比要搞清楚。定貨時(shí)不能按原先管道口徑來定貨，最好按你實(shí)際流量來定儀表口徑。

二，和其它流量計(jì)一樣，電磁流量計(jì)對安裝前后直管道也有要求，只不過比其它類流量計(jì)要求更低，但最關(guān)健一點(diǎn)要滿足：就是滿管，再滿管。不滿管的情況下容易引起流量計(jì)亂跳：

三，和其它流量計(jì)一樣，電磁流量計(jì)也有防護(hù)等級，一般一體式的防護(hù)等級為IP65，分體式的為IP68(針對傳感器而言)，如果客戶對儀表安裝環(huán)境有要求，安裝地點(diǎn)在地下陰井或其它一些潮濕的地方，建議客戶選用分體式的。以免選錯(cuò)對儀表造成損害。

四，電磁流量計(jì)可以測腐蝕性液體，但定貨初期客戶要正確提供其它測量介質(zhì)屬性，以免選型時(shí)對電極選型上的錯(cuò)誤，導(dǎo)致傳感器在后期使用過程中報(bào)廢，給客戶帶來不便和經(jīng)濟(jì)上的損失。

五，電磁流量計(jì)雖說可靠性比較好，一般情況下不會損壞，但由于其原理決定，傳感器電極表面一直和液體接觸，時(shí)間久了，電極表面比較容易受污染。所以電磁流量計(jì)一般情況下，客戶有條件拆的情況下，建議一年到一年半之間拆出來清洗一次電極以保證流量計(jì)整機(jī)的測量精度。任何儀器儀表都是需要“保養(yǎng)”的，電磁流量計(jì)也不例外。

六，在主管線是垂直管線時(shí)，一般情況下，要求水流是自下而上，盡量不要自上而下。后者容易引起流量波動(dòng)比較大。安裝除了滿管以外，這點(diǎn)也是很重要的，其次就是前后直管道的距離了。

選擇便于維修，活動(dòng)方便的地方。流量計(jì)應(yīng)安裝在水泵后端，決不能在抽吸側(cè)安裝；閥門應(yīng)安裝在流量下游側(cè)。

工作原理

電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測量的流量計(jì)。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，最大可達(dá)3m，輸出信號和被測流量成線性，精確度較高，可測量電導(dǎo)率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。

當(dāng)導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電勢的大小與導(dǎo)體在磁場中的有效長度及導(dǎo)體在磁場中作垂直于磁場方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比。同理，導(dǎo)電流體在磁場中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線時(shí)，也會在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢。感應(yīng)電勢的方向由右手定則判定，感應(yīng)電勢的大小由下式確定：

Ex=BDv－－－－－－－－－－－－－－－－-式（1）

式中Ex—感應(yīng)電勢，V；
　　B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T
　　D—管道內(nèi)徑，m
　　v—液體的平均流速，m/s

然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（πD2）/4的乘積，將式（1）代入該式得：

Qv=(πD/4B)* Ex －－－－－－－－-式（2）

由上式可知，在管道直徑D己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí)，被測體積流量與感應(yīng)電勢呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極，就可引入感應(yīng)電勢Ex，測量此電勢的大小，就可求得體積流量。

據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測量管軸線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢，此感應(yīng)電勢由兩個(gè)檢測電極檢出，數(shù)值大小與流速成正比例，其值為：

E=B·V·D·K

式中： E－感應(yīng)電勢；

K－與磁場分布及軸向長度有關(guān)的系數(shù)；

B－磁感應(yīng)強(qiáng)度；

V－導(dǎo)電液體平均流速；

D－電極間距；（測量管內(nèi)直徑）

傳感器將感應(yīng)電勢E作為流量信號，傳送到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)放大，變換濾波等信號處理后，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出，報(bào)警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協(xié)議。

注：不同電磁流量計(jì)參數(shù)略有差異，使用時(shí)請務(wù)必查看說明書。

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速v流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布，兩電極之間產(chǎn)生感生電動(dòng)勢：

e=KBDv (3-36)

式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數(shù)。由此可得管道的體積流量為：

qv= πeD/4KB (3-37)

由上式可見，體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系，與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比，與其它物理參數(shù)無關(guān)。這就是電磁流量計(jì)的測量原理。

需要說明的是，要使式(3—37)嚴(yán)格成立，必須使電磁流量計(jì)測量條件滿足下列假定：

①磁場是均勻分布的恒定磁場;

②被測流體的流速軸對稱分布;

③被測液體是非磁性的;

④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。

技術(shù)要求

準(zhǔn)確度等級

流量計(jì)在規(guī)定的流量范圍內(nèi)準(zhǔn)確度等級、最大允許誤差應(yīng)符合表1的規(guī)定。流量計(jì)誤差表示使用相對示值誤差。

準(zhǔn)確度等級和最大允許誤差

引用誤差

對于用于瞬時(shí)流量指示的流量計(jì)誤差表示也可使用引用誤差，其最大允許誤差系列應(yīng)符合表1規(guī)定，其檢定結(jié)果的標(biāo)書中不再給出準(zhǔn)確等級，而使用其最大允許誤差表示，且還應(yīng)在最大允許誤差后標(biāo)注FS，如±0.5%FS。

在一臺流量計(jì)的一次檢定中，應(yīng)按照準(zhǔn)確度等級和引用誤差之中的一種給出流量計(jì)誤差表示方法；對于使用相對示值誤差和引用誤差組合表示誤差的流量計(jì)，一次檢定中也應(yīng)統(tǒng)一使用一種方法表示其誤差。

重復(fù)性

流量計(jì)的重復(fù)性不得超過相應(yīng)準(zhǔn)確度等級規(guī)定的最大允許誤差絕對值的1/3。

測量范圍

    電磁流量計(jì)測量范圍度大，通常為20：1~50：1，可選流量范圍寬；電磁流量計(jì)的口徑范圍比其它品種流量儀表寬，從幾毫米到3米；可測量正反雙向流量，也可測脈動(dòng)流量，只要脈動(dòng)頻率低于激磁頻率很多；儀表輸出本質(zhì)上是線性的；易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于腐蝕性流體等優(yōu)點(diǎn)。由于電磁流量計(jì)測量含有懸浮固體或污臟體的機(jī)會遠(yuǎn)比其他流量儀表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對較高?！∪舾街鴮与妼?dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號，只是改變流通面積，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動(dòng)勢將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路。后兩種現(xiàn)象均會使儀表無法工作。[1] 

主要產(chǎn)品

   智能電磁流量計(jì)采用帶背光寬溫點(diǎn)陣型液晶顯示器，所有顯示都是中文，功能多而實(shí)用，特別方便使用者操作，減少不必要的麻煩和錯(cuò)誤。

交貨快，成本低，維修方便。

電磁流量計(jì)如何抗干擾？

在測量紙漿/礦漿等大干擾信號應(yīng)用時(shí)，選用8707高信號流量管，可以提高信號強(qiáng)度

智能電磁流量計(jì)AFLD是采用全智能化原理設(shè)計(jì)的，與原來國內(nèi)一些企業(yè)生產(chǎn)的老式或假式智能化的電磁流量計(jì)在計(jì)量精度，功能，可靠性以及使用壽命上有非常大區(qū)別。

電磁流量計(jì)的使用壽命應(yīng)該是在10-20年以上，所以我們在設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮廠到這一點(diǎn)，從傳感器到轉(zhuǎn)換器的每一個(gè)細(xì)節(jié)我們都非常仔細(xì)，從設(shè)計(jì)，選材，工藝，生產(chǎn)，測試等每一個(gè)環(huán)節(jié)我們都非常講究，自行設(shè)計(jì)定制國內(nèi)目前最先進(jìn)的專用與電磁流量計(jì)的生產(chǎn)流水線，切實(shí)保證產(chǎn)品的長期質(zhì)量。

插入式電磁流量計(jì)由插入式電磁流量傳感器(簡稱傳感器）和電磁流量轉(zhuǎn)換器(簡稱轉(zhuǎn)換器）配套組成(簡稱流量計(jì))。是用來測量管道內(nèi)各種導(dǎo)電液體體積流量的儀表。插入式電磁流量計(jì)用來測量自來水、鋼鐵、石油、化工、電力、工業(yè)、水利等部門的導(dǎo)電流體流量，亦可測量酸、堿、鹽等腐蝕性導(dǎo)電液體。

注意事項(xiàng)

1、 精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級，做到經(jīng)濟(jì)合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計(jì)量的場合，應(yīng)該選擇精度等級高些，如1.0級、0.5級，或者更高等級; 用于過程控制的場合，根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做精確控制和計(jì)量的場合，可以選擇精度等級稍低的，如1.5級、2.5級，甚至 4.0級，這時(shí)可以選用價(jià)格低廉的插入式電磁流量計(jì)。

2、測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質(zhì)時(shí)，電磁流量計(jì)的滿度 流量可以在測量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi) 選用，范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同，應(yīng)視測量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定，即當(dāng)管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時(shí)或者在此流速下測量準(zhǔn) 確度不能保證時(shí)，需要縮小儀表口徑，從而提 高管內(nèi)流速，得到滿意測量結(jié)果。

3、盡量避開鐵磁性物體及具有強(qiáng)電磁場的設(shè)備，以免磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號。

4、應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處，避免日曬雨淋，環(huán)境溫度應(yīng)在-20～+60℃，相對濕度小于85%。

5、流量計(jì)周圍應(yīng)有充裕的空間，便于檢測與維修。

日常維護(hù)

    僅需對儀表作周期性直觀檢查，檢查儀表周圍環(huán)境，掃除塵垢，確保不進(jìn)水和其他物質(zhì)，檢查接線是否良好，檢查儀表附近有否新裝強(qiáng)電磁場設(shè)備或有新裝電線橫跨儀表。若是測量介質(zhì)容易沾污電極或在測量管壁內(nèi)沉淀、結(jié)垢、應(yīng)定期作清垢、清洗。

故障查找

流量計(jì)開始投運(yùn)或正常投運(yùn)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)儀表工作不正常，應(yīng)首先檢查流量計(jì)外部情況，如電源是否良好、管道是否泄露或處于非滿管狀態(tài)、管道內(nèi)是否有氣泡、信號電纜是否損壞、轉(zhuǎn)換器輸出信號（即后位儀表輸入回路）是否開路。切記盲目拆修流量計(jì)。

傳感器檢查

測試設(shè)備：500MΩ絕緣電阻測試儀一臺，萬用表一只。

測試步驟：

（1）在管道充滿介質(zhì)的情況下，用萬用表測量接線端子A、B與C之間的電阻值，A-C、B-C之間的阻值應(yīng)大至相等。若差異在1倍以上，可能是電極出現(xiàn)滲漏、測量管外壁或接線盒內(nèi)有冷凝水吸附。

（2） 在襯里干燥情況下，用MΩ表測A-C、B-C之間的絕緣電阻（應(yīng)大于200MΩ）。再用萬用表測量端子A、B與測量管內(nèi)二只電極的電阻（應(yīng)呈短路連通狀態(tài)）。若絕緣電阻很小，說明電極滲漏，應(yīng)將整套流量計(jì)返廠維修。若絕緣有所下降但仍有50MΩ以上且步驟（1）的檢查結(jié)果正常，則可能是測量管外壁受潮，可用熱風(fēng)機(jī)對外殼內(nèi)部進(jìn)行烘干。

（3） 用萬用表測量X、Y之間的電阻，若超過200Ω，則勵(lì)磁線圈及其引出線可能開路或接觸不良。拆下端子板檢查。

（4） 檢查X、Y與C之間的絕緣電阻，應(yīng)在200MΩ以上，若有所下降，用熱風(fēng)對外殼內(nèi)部進(jìn)行烘干處理。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，線圈絕緣性下降將導(dǎo)致測量誤差增大、儀表輸出信號不穩(wěn)定。

（5） 如判定傳感器有故障，請與電磁流量計(jì)生產(chǎn)廠家聯(lián)系，一般現(xiàn)場無法解決，需到廠家維修。

轉(zhuǎn)換器檢查

如判定是轉(zhuǎn)換器故障，經(jīng)檢查外部原因沒問題的情況下，請與電磁流量計(jì)生產(chǎn)廠家聯(lián)系，廠家一般會采取更換線路板的方式解決。

電極的維護(hù)

1.在使用電磁流量計(jì)之前，要先用標(biāo)準(zhǔn)的PH值溶液來標(biāo)定電磁流量計(jì)。標(biāo)定之后在操作之前，大家一定要注意先用蒸餾水把電磁流量計(jì)的電極清洗一遍，然后再用測液清洗再一次清洗電極。

2.如果不使用電磁流量計(jì)，要取下電磁流量計(jì)電極的時(shí)候，大家要注意不要讓電極的觸感器與硬物碰撞了，否則只要是出現(xiàn)損傷都會影響到電極的使用的。

3.使用電磁流量計(jì)結(jié)束之后，大家要把電磁流量計(jì)的電極套給套上，里面少放一些飽和溶液，只要保證電極的球泡是濕潤的就可以了，但是記住不要放在蒸餾水中浸泡。

4.平常要注意電極保持干凈，不要讓它的兩邊輸出出現(xiàn)了短路的情況，不然的話會使得測量不準(zhǔn)確，影響電磁流量計(jì)的使用的。
　　其實(shí)，維護(hù)電磁流量計(jì)電極的方法還有很多，大家在使用過程中要多加注意，不要因?yàn)樽约阂稽c(diǎn)小小的疏忽造成了電磁流量計(jì)日后無法正常使用。

故障分析

1．調(diào)試期故障

調(diào)試期故障一般出現(xiàn)在儀表安裝調(diào)試階段，一經(jīng)排除，在以后相同條件下不會再出現(xiàn)。常見的調(diào)試期故障通常由安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體特性影響等原因引起。

1. 安裝方面

通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障，常見的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管系最高點(diǎn)；或安裝在自上而下的垂直管上，可能出現(xiàn)排空；或傳感器后無背壓，流體直接排入大氣而形成測量管內(nèi)非滿管。

1. 環(huán)境方面

通常主要是管道雜散電流干擾，空間強(qiáng)電磁波干擾，大型電機(jī)磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨(dú)接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果，但如遇到強(qiáng)大的雜散電流(如電解車間管道，有時(shí)在兩電極上感應(yīng)的交流電勢峰值Vpp可高達(dá)1V)，尚需采取另外措施和流量傳感器與管道絕緣等?？臻g電磁波干擾一般經(jīng)信號電纜引入，通常采用單層或多層屏蔽予以保護(hù)。

1. 流體方面

被測液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計(jì)的正常工作，但隨著氣泡的增大，儀

表輸出信號會出現(xiàn)波動(dòng)，若氣泡大到足以遮蓋整個(gè)電極表面時(shí)，隨著氣泡流過電極會使電極回路瞬間斷路而使輸出信號出現(xiàn)更大的波動(dòng)。

低頻方波勵(lì)磁的電磁流量計(jì)測量固體含量過多漿液時(shí)，也將產(chǎn)生漿液噪聲，使輸出信號產(chǎn)生波動(dòng)。

測量混合介質(zhì)時(shí)，如果在混合未均勻前就進(jìn)入流量傳感進(jìn)行測量，也將使輸出信號產(chǎn)生波動(dòng)。

電極材料與被測介質(zhì)選配不當(dāng)，也將由于化學(xué)作用或極化現(xiàn)象而影響正常測量。應(yīng)根據(jù)儀表選用或有關(guān)手冊正確選配電極材料。

1. 運(yùn)行期故障

運(yùn)行期故障是電磁流量計(jì)經(jīng)調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后出現(xiàn)的故障，常見的運(yùn)行期故障基本由流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊和環(huán)境條件變化等因素引起。

1. 傳感器內(nèi)壁附著層

由于電磁流量計(jì)常用來測量臟污流體，運(yùn)行一段時(shí)間后，常會在傳感器內(nèi)壁積聚附著層而產(chǎn)生故障。這些故障往往是由于附著層的電導(dǎo)率太大或太小造成的。若附著物為絕緣層，則電極回路將出現(xiàn)斷路，儀表不能正常工作；若附著層電導(dǎo)率顯著高于流體電導(dǎo)率，則電極回路將出現(xiàn)短路，

儀表也不能正常工作。所以，應(yīng)及時(shí)清除電磁流量計(jì)測量管內(nèi)的附著結(jié)垢層。

1. 雷電打擊

雷擊容易在儀表線路中感應(yīng)出高電壓和浪涌電流，使儀表損壞。它主要通過電源線或或者勵(lì)磁線圈或者傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號線等相關(guān)途徑引入，尤其是從控制室電源線引入占絕大部分。

1. 環(huán)境條件變化

在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好(例如沒有干擾源)，流量計(jì)工作正常，此時(shí)往往容易疏忽安裝條件(例如接地并不怎么良好)。在這種情況下，一旦環(huán)境條件變化，運(yùn)行期間出現(xiàn)新的干擾源(如在流量計(jì)附近管道上進(jìn)行電焊，附近安裝上大型變壓器等)，就會干擾儀表的正常工作，流量計(jì)的輸出輸出信號就會出現(xiàn)波動(dòng)。

常見故障

典型故障診斷及處理

1. 無流量輸出。檢查電源部分是否存在故障，測試電源電壓是否正常；測試保險(xiǎn)絲通斷；檢查傳感器箭頭是否與流體流向一致，如不一致調(diào)換傳感器安裝方向；檢查傳感器是否充滿流體，如沒有充滿流體，更換管道或垂直安裝。

2. 信號越來越小或突然下降。測試兩電極間絕緣是否破壞或被短路，兩電極間電阻值正常在(70～100)Ω之間；測量管內(nèi)壁可能沉積污垢，應(yīng)清洗和擦拭電極，切勿劃傷內(nèi)襯。測量管襯里是否破壞，如破壞應(yīng)予以更換。

3. 零點(diǎn)不穩(wěn)定，檢查介質(zhì)是否充滿測量管及介質(zhì)中是否存在氣泡，如有氣泡可在上游加裝消氣器，如水平安裝可改成垂直安裝；檢查儀表接地是否完好，如不好，應(yīng)進(jìn)行三級接地(接地電阻≤100Ω)；檢查介質(zhì)電導(dǎo)率應(yīng)不小于5μs/cm；檢查介質(zhì)是否淤積于測量管中，清除時(shí)注意不要將內(nèi)襯劃傷。

4. 流量指示值與實(shí)際值不符。檢查傳感器中的流體是否充滿管，有無氣泡，如有氣泡可在上游加裝消氣器；檢查各接地情況是否良好；檢查流量計(jì)上游是否有閥，如有，移至下游或使之全開；檢查轉(zhuǎn)換器量程設(shè)定是否正確，如不對，重新設(shè)定正確量程。

5. 示值在某一區(qū)間波動(dòng)。檢查環(huán)境條件是否發(fā)生變化，如出現(xiàn)新干擾源及其他影響儀表正常工作的磁源或震動(dòng)等，應(yīng)及時(shí)清除干擾或?qū)⒘髁坑?jì)移位；檢查測試信號電纜，用絕緣膠帶進(jìn)行端部處理，使導(dǎo)線、內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層、殼體之間不相互接觸。

選用電磁流量計(jì)測量流量的流體必須是導(dǎo)電的，因此不導(dǎo)電的氣體、蒸汽、油類、丙銅等物質(zhì)不能選用電磁流量計(jì)測量流量。

運(yùn)行故障

經(jīng)初期調(diào)試并正常運(yùn)行一段時(shí)期后在運(yùn)行期間出現(xiàn)的故障，常見故障原因有：流量傳感器內(nèi)壁附著層，雷電擊，環(huán)境條件變化。

1、內(nèi)壁附著層

由于電磁流量計(jì)測量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會遠(yuǎn)比其他流量儀表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號，只是改變流通面積，形成測量誤差的隱性故障；若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動(dòng)勢將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開測量電路。后兩種現(xiàn)象均會使儀表無法工作。

2、雷電擊

雷電擊在線路中感應(yīng)瞬時(shí)高電壓和浪涌電流，進(jìn)入儀表就會損壞儀表。雷電擊損儀表有3條引入途徑：電源線，傳感器勺轉(zhuǎn)換器間的流量信號線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應(yīng)高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的，其他兩條途徑較少。還從發(fā)生雷擊事故現(xiàn)場了解到，不僅電磁流量計(jì)出現(xiàn)故障，控制室中其他儀表電常常同時(shí)出現(xiàn)雷擊事故。因此使用單位要認(rèn)識設(shè)置控制室儀表電源線防雷設(shè)施的重要性?，F(xiàn)任已有若于設(shè)計(jì)單位隊(duì)識和探索解決這一問題，如齊魯石化設(shè)計(jì)院[1]。3、環(huán)境條件變化

主要原因同上節(jié)調(diào)試期故障環(huán)境方面，只是干擾源不在調(diào)試期出現(xiàn)而在運(yùn)行期間再介入的。例如一臺接地保護(hù)并不理想的電磁流量計(jì)，調(diào)試期因無廠擾源，儀表運(yùn)行正常，然而在運(yùn)行期出現(xiàn)新干擾源（例如測量點(diǎn)附近管道或較遠(yuǎn)處實(shí)施管道電焊）干擾儀表正常運(yùn)行，出現(xiàn)輸出信號大幅度波動(dòng)。