• 電磁流量計

  
  

    電磁流量計（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感生的電動勢來測量導(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現(xiàn)，其優(yōu)點是結(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，永久磁鐵相應(yīng)也很大，笨重且不經(jīng)濟，所以電磁流量計一般采用交變磁場，且是50HZ工頻電源激勵產(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)熱率和具有一定機械強度的材料制成，可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強度塑料、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

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)無阻礙流動部件，無壓損，直管段要求較低。對漿液測量有獨特的適應(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)換器采用新穎勵磁方式，功耗低、零點穩(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、流量計為雙向測量系統(tǒng)，內(nèi)裝三個積算器：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（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零點穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)定方便。點擊中文顯示LCD，顯示累積流量，瞬時流量、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，電磁流量計主要有直流式和感應(yīng)式兩種。直流式電磁流旱計（圖2）的外加恒下磁場B垂直于管軸，C、D處裝有兩個電極，用來測量流體橫越磁場時所感生的電動勢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)出公式時未計及的因素（如流量計管道內(nèi)的流速事實上并不均勻）的影響。在常的流量計中，k約為0.8，但對于特定尺寸、用于特定工況的電磁流量計，則要用容積法（一定時間內(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，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)生一個近似均勻的磁場。

感應(yīng)式電磁流量計 在被測流體溫度過高或?qū)﹄姌O有強烈腐蝕作用等情況下，可采用感應(yīng)式電磁流量計（圖2）。A、B為匝數(shù)相等的兩個交流激磁繞組（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，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勢。流體流動時感應(yīng)線圈中就產(chǎn)生交變電動勢，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）流體流動時，磁力線向流動方向移動，使兩邊感應(yīng)線圈中的大吃一驚生電動勢不為零，由此可間接表示出流量的大小。

電磁流量計的管道內(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。

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

分體型電磁流量計是一種根據(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，采用單片機嵌入式技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)字勵磁，同時在電磁流量計上采用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。

分體型電磁流量計在滿足現(xiàn)場顯示的同時，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、強酸、強堿液體的體積流量。

一體型電磁流量計是根據(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。由于獨特的特點已廣泛地應(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)，與計算機配套可實現(xiàn)系統(tǒng)控制。

1．電磁流量計沒有可動部件，也沒有阻流件，不會引起壓力損失，同時也不會引起磨損，阻塞等問題。

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

4．電磁流量計無機械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測量瞬時脈動流量，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

    電磁流量計有兩個運行狀態(tài)：自動測量狀態(tài)和參數(shù)設(shè)置狀態(tài)。
　　儀表通電時，自動進(jìn)入測量狀態(tài)。在自動測量狀態(tài)下，電磁流量計自動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，用戶使用四個面板鍵，完成儀表參數(shù)設(shè)置。
　　1、按鍵功能

1.1自動測量狀態(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，返回自動測量狀態(tài)。
　　注：1.使用“復(fù)合鍵”時，應(yīng)先按下復(fù)合鍵再同時按住上“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，儀表自動返回測量狀態(tài)。
　　3.流量零點修正的流向選擇，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)行電磁流量計參數(shù)設(shè)定或修改，必須使流量計從測量狀態(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)。

智能型電磁流量計傳感器在工藝管道上的安裝

1.智能型電磁流量計測堵管在任何時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，可采用抬高流量計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的內(nèi)襯，需特別注意。
　　3.流動的正方向應(yīng)與流量計上箭頭所指的正方向一致。
　　4.智能型電磁流量計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，可使流量計襯里磨損均勻，延長使用壽命。
　　6.流量計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，在流量計的兩側(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本體，不中斷工藝運行，即可排空與清流。
　　9.安裝聚四氟乙烯內(nèi)襯的流量計時，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

電磁流量計簡單說是由流量傳感器變送器組成的。電磁流量計的安裝要求是一定要安裝在管路的最低點或者管路的垂直段，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的使用和對精度的要求。

電磁流量計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. 采用一個流量穩(wěn)定器

3. 減少測量點的截面。

1．對外部環(huán)境的要求

1．1．流量計應(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，須有隔熱、通風(fēng)的措施。

1．2．流量計最好安裝在室內(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．流量計應(yīng)避免安裝在含有腐蝕性氣體的環(huán)境中，必須安裝時，須有通風(fēng)措施。

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

1．5．流量計安裝場所應(yīng)避免有磁場及強振動源，如管道振動大，在流量計兩邊應(yīng)有固定管道的支座。

1. 2. 管道式電磁流量計

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

流量計對安裝點的上、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，最好為流量計安裝旁通管，另外，對重污染流體及流量計需清而流體不能停止的，必須安裝旁通管。

a．方便流量計的檢修

b．對重污染流體必須安裝

c．流體不能停止而流量計需清洗

3．插入式電磁流量計安裝要求

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，無須專設(shè)接地裝置）3．3 對安裝位置要求如圖所示

插入電磁流量計根據(jù)現(xiàn)場管路情況不一，不加裝球閥的流量計，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），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；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 /低流量報警；空管報警；流量方向示意；

故障報警；2、電流輸出：4-20mA輸出

組態(tài)方式：1、通過三個手動鍵現(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要好許多，但客戶在實際使用過程中，還是會發(fā)生一些問題，下面我就電磁流量計在選型和安裝上詳細(xì)說一下：

一，和其它流量計一樣，雖然電磁流量計它的測量范圍比是30：1，比渦街流量計和差壓式流量計都要高，但也是有限制的，許多客戶定表時，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。定貨時不能按原先管道口徑來定貨，最好按你實際流量來定儀表口徑。

二，和其它流量計一樣，電磁流量計對安裝前后直管道也有要求，只不過比其它類流量計要求更低，但最關(guān)健一點要滿足：就是滿管，再滿管。不滿管的情況下容易引起流量計亂跳：

三，和其它流量計一樣，電磁流量計也有防護(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。以免選錯對儀表造成損害。

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

五，電磁流量計雖說可靠性比較好，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，時間久了，電極表面比較容易受污染。所以電磁流量計一般情況下，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整機的測量精度。任何儀器儀表都是需要“保養(yǎng)”的，電磁流量計也不例外。

六，在主管線是垂直管線時，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比較大。安裝除了滿管以外，這點也是很重要的，其次就是前后直管道的距離了。

選擇便于維修，活動方便的地方。流量計應(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。電磁流量計的優(yōu)點是壓損極小，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動時，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動的速度成正比。同理，導(dǎo)電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應(yīng)力線時，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)強度B不變時，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動時，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，用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出，報警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協(xié)議。

注：不同電磁流量計參數(shù)略有差異，使用時請務(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)強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內(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流動時，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)強度B成反比，與其它物理參數(shù)無關(guān)。這就是電磁流量計的測量原理。

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

對于用于瞬時流量指示的流量計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，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，也可測脈動流量，只要脈動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。由于電磁流量計測量含有懸浮固體或污臟體的機會遠(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

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

交貨快，成本低，維修方便。

電磁流量計如何抗干擾？

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

智能電磁流量計AFLD是采用全智能化原理設(shè)計的，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在計量精度，功能，可靠性以及使用壽命上有非常大區(qū)別。

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

插入式電磁流量計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)。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

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)濟合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計量的場合，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，這時可以選用價格低廉的插入式電磁流量計。

2、測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質(zhì)時，電磁流量計的滿度 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或者在此流速下測量準(zhǔn) 確度不能保證時，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

流量計開始投運或正常投運一段時間后發(fā)現(xiàn)儀表工作不正常，應(yīng)首先檢查流量計外部情況，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。

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。實際運行時，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.在使用電磁流量計之前，要先用標(biāo)準(zhǔn)的PH值溶液來標(biāo)定電磁流量計。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，要取下電磁流量計電極的時候，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.使用電磁流量計結(jié)束之后，大家要把電磁流量計的電極套給套上，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，影響電磁流量計的使用的。
　　其實，維護(hù)電磁流量計電極的方法還有很多，大家在使用過程中要多加注意，不要因為自己一點小小的疏忽造成了電磁流量計日后無法正常使用。

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；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，空間強電磁波干擾，大型電機磁場干擾等。管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨接地保護(hù)就可獲得滿意結(jié)果，但如遇到強大的雜散電流(如電解車間管道，有時在兩電極上感應(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。空間電磁波干擾一般經(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，若氣泡大到足以遮蓋整個電極表面時，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。

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

測量混合介質(zhì)時，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。

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. 運行期故障

運行期故障是電磁流量計經(jīng)調(diào)試并正常運行一段時期后出現(xiàn)的故障，常見的運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

由于電磁流量計常用來測量臟污流體，運行一段時間后，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)及時清除電磁流量計測量管內(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)，流量計工作正常，此時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，運行期間出現(xiàn)新的干擾源(如在流量計附近管道上進(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，流量計的輸出輸出信號就會出現(xiàn)波動。

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，清除時注意不要將內(nèi)襯劃傷。

4. 流量指示值與實際值不符。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。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等，應(yīng)及時清除干擾或?qū)⒘髁坑嬕莆?；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測量流量。

運行故障

經(jīng)初期調(diào)試并正常運行一段時期后在運行期間出現(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

由于電磁流量計測量含有懸浮固相或污臟體的機會遠(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，不僅電磁流量計出現(xiàn)故障，控制室中其他儀表電常常同時出現(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)計單位隊識和探索解決這一問題，如齊魯石化設(shè)計院[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，調(diào)試期因無廠擾源，儀表運行正常，然而在運行期出現(xiàn)新干擾源（例如測量點附近管道或較遠(yuǎn)處實施管道電焊）干擾儀表正常運行，出現(xiàn)輸出信號大幅度波動。