【摘 要】本文介紹了電磁流量計的工作原理，并且提出了工程應用過程中設計選型的基本原則，以及安裝過程中需注意的一些問題。

【關鍵詞】電磁流量計 選擇及應用

一、原理

電磁流量計EMF（Electromagnetic Flow meter）的基本原理是法拉第電磁感應定律，即導體在磁場中切割磁力運動時在其兩端產(chǎn)生感應電動勢。

圖1 感應電勢產(chǎn)生原理圖

圖2

如圖1所示，電磁流量計的測量管外面裝有線圈，產(chǎn)生與流體流向垂直的交變磁場，當導電液體流過時，切割磁力線而產(chǎn)生感應電動勢，此電動勢與平均流速成正比并由測量管上的兩個電極測出，其值如下：

E=kBDV

E—感應電動勢

k—系數(shù)

B—磁感應強度，T

D—測量管內(nèi)徑，m

V—平均流速，m/s

設液體的體積流量為Qv（m3/s），Qv=πD2V/4，則E=（4kB/πD）Qv，式中K為儀表常數(shù)，K=4kB/πD。

二、電磁流量計的選擇

（一）口徑、流速的選擇電磁流量計口徑不一定與管徑相同，應視流量而定。

管道的經(jīng)濟流速一般是1.5～3m/s，如果流速偏低，從測量精度角度考慮，需要在安裝儀表位置縮徑，并且保證前后直管段，或者用異徑管連接。電磁流量計滿度流量時，液體流速可在1～10m/s范圍內(nèi)選用。上限流速在原理上是不受限制的，但通常建議不超過5m/s，除非襯里材料能承受液體沖刷，實際應用很少超過7m/s，超過10m/s則更為罕見。滿度流量的流速下限一般為1m/s，有些型號儀表則為0.5m/s。用于有易粘附、沉積、結垢等物質(zhì)的流體，選用流速不低于2m/s，最好提高到3～4m/s或以上，起到自清掃、防止粘附沉積等作用。

（二）精度等級和功能的選擇

通用型電磁流量計的性能有較大差別，有些精度高、功能多，有些精度低、功能簡單。精度高的儀表基本誤差為（±0.5%～±1%）R，精度低的儀表則為（±1.5%～±2.5%）FS，兩者價格相差1～2倍。因此在測量精度要求不很高的情況下，選用高精度儀表在經(jīng)濟上是不合算的。

（三）其他注意事項

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，本著安裝使用和維護方便的原則，建議選用傳感器和變送器一體型的電磁流量計。

三、電磁流量計的安裝

（一）電磁流量計安裝位置的選擇

1.首先，電磁流量計必須處于一個干燥通風的地方，不能是潮濕和容易積水的地方安裝；其次，要盡量避開淋雨和強光照射，周圍的環(huán)境濕度必須要小于85%，溫度也必須要小于60℃，這樣才能保證電磁流量計處于一個正常的工作狀態(tài)；最后，電磁流量計必須要避開周圍設有大電機和大變壓器這些具有強電磁場的設備，因為這些機器會影響到傳感器的工作磁場，同時發(fā)出的信號也會收到干擾；2.對分體型電磁流量計，轉(zhuǎn)換器安裝盡量靠近傳感器，最好安裝在室內(nèi)，如果安裝在室外，應采取防止日曬雨淋的必要措施，而且要方便于維修，適于活動的地方；3.電磁流量計安裝的區(qū)域不能有強烈的震動，兩側(cè)的管道要加固支撐，不能安裝在抽吸側(cè)，閥門也應當安裝在流量計的下游，最理想的位置就是在水泵的后端。

（二）電磁流量計的安裝要求

1.傳感器既可安裝在水平管道上，也可以安裝在豎直管道上。在水平管道上安裝，傳感器的電極連線應保持水平位置，如果介質(zhì)中含有氣泡或者產(chǎn)生沉淀，不至于造成轉(zhuǎn)換器輸入端開路的現(xiàn)象。如果傳感器的電極是垂直安裝的話，位于下面的電極容易沾污，被沉淀物遮蓋，位于上面的電極被氣泡遮蓋，造成儀表產(chǎn)生偏差和故障。在豎直管道上安裝，液體流動方向應該自下而上，保證傳感器始終充滿介質(zhì)；2.測量管必須要在所有的時間內(nèi)讓管內(nèi)充滿介質(zhì)，當滿管時才能給出準確的測量，如果說安裝流量計的位置有偏差，不能滿管時，就要采取一定的措施使其滿管。但是不可以在管道的最高點和出水口安裝流量計，這樣會影響測量值。如圖2所示；3.為了延長電磁流量計的使用壽命，針對液固兩相流體，最好采用垂直安裝。避免傳感器襯里磨損不均造成的故障；4.安裝前后直管段為前面≥5D，后面≥2D～3D；5.縮徑時的安裝方法：當介質(zhì)流速達不到要求時，應當選用較小口徑的流量計，這時應使用異徑錐管或修改部分管道，使其與傳感器口徑一致，但前后直管段至少須滿足：前直管段≥5D，后直管道≥2D～3D。

四、電磁流量計的使用和維護

在電磁流量計的使用過程中，通常會出現(xiàn)兩種故障類型：一是安裝調(diào)試時出現(xiàn)的故障（調(diào)試期故障）；二是正常運行時出現(xiàn)的故障（運行期故障）。這些故障的產(chǎn)生有些可能是自身的零件損壞造成的，很多可能是因為外在的原因，如在安裝的過程中，選用不當、安裝不妥，以及一些外界環(huán)境的影響，都會導致電磁流量計出現(xiàn)故障。

（一）調(diào)試期故障

在儀表安裝的調(diào)試階段出現(xiàn)的由于安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體熱性等原因引起的故障稱為調(diào)試期故障，這種故障排除之后，在以后使用過程中，相同的條件下不會再次出現(xiàn)這種故障。

1.安裝方面。傳感器在安裝的過程中，安裝位置不當會導致故障的產(chǎn)生，例如：傳感器安裝在容易積聚氣體的管道最高點，或者是自上而下的垂直管道上，這些地方都會影響到測量；2.環(huán)境方面。通常主要是受一些電流和電磁波的干擾，管道雜散電流會干擾電磁流量計的使用，但這種情況下使用良好的單獨接地保護就可以避免，而電磁波的干擾是來自信號電纜引入的，這種情況下就需要單層或者多層屏蔽來保護；3.流體方面。當被測的液體中含有較大的氣泡，就會導致儀表輸出信號出現(xiàn)很大的波動，當氣泡大到可以遮蓋住整個電極表面時，氣泡流過電極會使電極出現(xiàn)短路的情況，致使信號出現(xiàn)更大的波動。

（二）運行期故障

電磁流量計經(jīng)過調(diào)式并正常運行一段時間后出現(xiàn)的故障稱為運行期故障。這種故障的產(chǎn)生一般都是由外界原因引起的，例如：流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊以及環(huán)境條件變化等因素。1.傳感器內(nèi)壁附著層。這種故障主要是由于傳感器內(nèi)壁積聚附著臟污物質(zhì)產(chǎn)生的，當電磁流量計測量臟污流體時，經(jīng)過一段時間，內(nèi)壁附著物過多，故障就是由于附著層的電導率太大或太小引起的，所以在使用電磁流量計時，要及時清理測量管內(nèi)的附著物。2.雷電打擊。雷電打擊主要是通過電源線和勵磁線圈以及傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的流量信號線產(chǎn)生，雷擊容易在儀表線路中感應出高壓電和浪涌電流，這樣就會損壞儀表，產(chǎn)生故障。3.環(huán)境條件變化。在調(diào)試期間，環(huán)境是不斷變化的，在沒有任何干擾的情況下，流量計可以正常的運行，但是當環(huán)境中出現(xiàn)了新的干擾，就會影響到儀表的正常工作，輸入的信號就會出現(xiàn)波動，這種新的干擾例如：流量計附近安裝大型變壓器，管道上進行了電焊。

五、結束語

電磁流量計現(xiàn)在在很多的領域都得到了廣泛的應用，因為自身具有很大的優(yōu)勢，它作為流動的流量測量儀表，測量的范圍變大了，而且對于一些管道的要求也不高?，F(xiàn)在隨著信息化和智能化的快速發(fā)展，在國外引進的智能化電磁流量計，功能性更強，操作方便快捷，向著更科學化方向發(fā)展，但是要發(fā)揮其最大的優(yōu)越性，離不開設計選型和電磁流量計的安裝，如果安裝不當，會給企業(yè)帶來不必要的損失，也會阻礙電磁流量計的推廣和應用，所以說在整個工程應用中，對于電磁流量計的正確選型和安裝我們要有足夠的重視。

參考文獻：

[1]陸道明 朱自明 《電磁流量計實用基礎》 2003.12

[2]ABG儀表集團 電磁流量計在工程中的應用 2009.6

[3]施和平 電磁流量計在供水行業(yè)中的應用 2005.7