李君

摘要：電磁流量計(jì)已廣泛應(yīng)用于電站、化工、石油、礦冶、鋼鐵、環(huán)保、食品、制糖、制藥等領(lǐng)域。為了電磁流量計(jì)能夠更好的用于各個(gè)領(lǐng)域，適應(yīng)各種復(fù)雜的工況，本文從電磁流量計(jì)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)、選型、安裝幾個(gè)方面介紹了我們?cè)谑褂秒姶帕髁坑?jì)的工作中需要注意的事項(xiàng)，力求簡(jiǎn)單適用，滿足工藝需要。

關(guān)鍵詞：電磁流量計(jì)、原理、優(yōu)缺點(diǎn)、選型、安裝

一、電磁流量計(jì)工作原理

電磁流量計(jì)（Eletromagnetic Flowmeters，簡(jiǎn)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(lái)的新型流量測(cè)量?jī)x表。電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理制成的，將流量測(cè)量轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢(shì)的測(cè)量，用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。如下圖一，均勻磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向放置一個(gè)不導(dǎo)磁管道，導(dǎo)電液體在管道中以一定流速流動(dòng)時(shí)切割磁力線，將在與流體流動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向都垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，電磁流量計(jì)目前已廣泛應(yīng)用于電站、化工、石油、礦冶、鋼鐵、環(huán)保、食品、制糖、制藥等領(lǐng)域，用來(lái)測(cè)量各種酸堿鹽溶液、泥漿、礦漿、紙漿、纖維漿、糖漿、石灰乳、污水、冷卻原水、給排水、雙養(yǎng)水、啤酒、麥汁、各種飲料等導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量。

在結(jié)構(gòu)上，電磁流量計(jì)由電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成，分成一體式和分體式兩種。傳感器安裝在工業(yè)過(guò)程管道上，它的作用是將流進(jìn)管道內(nèi)的液體體積流量值線性地變換成感生電勢(shì)信號(hào)，并通過(guò)傳輸線將此信號(hào)送到轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將傳感器送來(lái)的流量信號(hào)進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換成與流量信號(hào)成正比的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出，以進(jìn)行顯示，累積和調(diào)節(jié)控制。

感應(yīng)電勢(shì)與流速之間的關(guān)系式為：

E=BDV-----式（1）

式中，

E—感應(yīng)電勢(shì)，V；

B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；

D—傳感器通道內(nèi)徑，m；

v—流體在通道內(nèi)的平均流速，m/s。

由式（1）可知，感應(yīng)電勢(shì)與流體的平均流速成正比關(guān)系，所以說(shuō)電磁流量計(jì)屬測(cè)速式流量計(jì)。流體所感應(yīng)的電勢(shì)由兩支與液體接觸的電極檢出，并傳送至轉(zhuǎn)換器，由轉(zhuǎn)換器完成信號(hào)放大，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號(hào)輸送至顯示器和累計(jì)單元。

信號(hào)轉(zhuǎn)換器的輸出是以頻率輸出，轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)是：無(wú)論傳感器的口徑及測(cè)量范圍，其輸出為標(biāo)準(zhǔn)頻率，即1m/s流速轉(zhuǎn)換為1000脈沖/s，即1000HZ。至于頻率與流量之間的關(guān)系，知道頻率就知道平均流速，平均流速與傳感器流通截面積（即ΠD2/4）的乘積為流體的體積流量Q，關(guān)系式為：Q=ΠD2V/4。

二、電磁流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)

（1）電磁流量計(jì)的測(cè)量通道是一段無(wú)阻流檢測(cè)件的光滑直管，因不易阻塞適用于測(cè)量含有固體顆?；蚶w維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。

（2）電磁流量計(jì)不產(chǎn)生因檢測(cè)流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長(zhǎng)度管道的沿程阻力，節(jié)能效果顯著，對(duì)于要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合。

（3）電磁流量計(jì)所測(cè)得的體積流量，實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率（只要在某閾值以上）變化明顯的影響。

（4）只要合理選擇電極材料，即可達(dá)到耐腐蝕、耐磨損的要求，因此，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)要求低。

（5）測(cè)量范圍大，可以任意改變量程；無(wú)機(jī)械慣性，因此反應(yīng)靈敏，可以測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量。

（6）可以測(cè)定水平或垂直管道中正、反兩個(gè)方向的流量；輸出信號(hào)可以是脈沖、電流或頻率等方式，比較靈活。

（7）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。

2、缺點(diǎn)

（1）電磁流量計(jì)不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機(jī)溶劑等。不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。

（2）通用型電磁流量計(jì)由于襯里材料和電氣絕緣材料限制，不能用于高溫高壓的流體體。

（3）電磁流量計(jì)信號(hào)易受外界電磁干擾；電磁流量計(jì)造價(jià)較高。

三、電磁流量計(jì)選型注意事項(xiàng)

1、電磁流量計(jì)的選型說(shuō)明

正確地選用電磁流量計(jì)是保證用好電磁流量計(jì)的前提條件。選用什么種類的電磁流量計(jì)應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來(lái)決定，使電磁流量計(jì)的通徑，流量范圍，襯里材料，電極材料和輸出電流等，都能適應(yīng)被測(cè)流體的性質(zhì)和性質(zhì)和流量的要求。

2、可測(cè)量的流體介質(zhì)

由電磁流量計(jì)的工作原理可知，能選用電磁流量計(jì)測(cè)量流量的流體必須是導(dǎo)電的，嚴(yán)格的說(shuō)，除了高溫流體之外，只要電導(dǎo)率大于5μ/cm 的任何流體都選用相應(yīng)的電磁流量計(jì)來(lái)測(cè)量流量，因此不導(dǎo)電的氣體，蒸汽，油類，丙酮等物質(zhì)不能選用電磁流量計(jì)來(lái)測(cè)量流量

3、一體型或分體型的選擇

一體型：現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較好的情況下，一般都選用一體型，即傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝成一體。分體型：即傳感器和轉(zhuǎn)換器分開裝于不同的地點(diǎn)，一般出現(xiàn)以下情況時(shí)選用分體型。

⑴環(huán)境溫度或流量計(jì)轉(zhuǎn)換器表面受輻射溫度超過(guò)60℃。

⑵管道震動(dòng)較大的場(chǎng)合。

⑶會(huì)對(duì)傳感器的鋁殼嚴(yán)重腐蝕的場(chǎng)合。

⑷現(xiàn)場(chǎng)溫度較大或有腐蝕性氣體的場(chǎng)合。

⑸流量計(jì)裝在高空或并下調(diào)試不方便的場(chǎng)合。

（6）訂貨時(shí)應(yīng)注明傳感器的轉(zhuǎn)換器分離距離，一般不能超過(guò)100m。

4、傳感器的口徑選擇

一般情況，考慮安裝方便，不要選擇異徑管。但前提是流量計(jì)管內(nèi)的適用流速應(yīng)在0.3m/S～10m/S范圍內(nèi)。這種選擇常適用于新設(shè)計(jì)的工程，在選擇流速時(shí)紀(jì)要考慮現(xiàn)在的工作情況，又要考慮將來(lái)設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的情況。但有時(shí)也選擇傳感器的口徑與連接的工藝管道口徑不相同。如下：

（1）管道內(nèi)的流速偏低，工藝流量又較穩(wěn)定，為滿足儀表對(duì)流量范圍的要求，在流量計(jì)處局部提高流速，選擇傳感器口徑小于工藝管道口徑，在傳感器前后加裝異徑管。

（2）對(duì)于大口徑電磁流量計(jì)，口徑越大，價(jià)格越高，對(duì)管道內(nèi)流速偏低，工藝參數(shù)穩(wěn)定的情況，可選用口徑較小的流量計(jì)，這不僅使流量計(jì)運(yùn)行在較好的工作狀態(tài)下，同時(shí)降低投資成本。

5、電極材料的選擇

6、接地環(huán)材料的選擇

接地環(huán)材料可以與電極材料相同，一般可選與管道材料耐腐蝕性相同的材料。

7、襯里材料的選擇

四、總結(jié)

本文從五大方面介紹了電磁流量計(jì)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)、選型原則、安裝原則以及安裝附件選配原則，旨在滿足自控技術(shù)人員對(duì)電磁流量計(jì)的理論知識(shí)需求，提高理論水平，實(shí)際情況還要結(jié)合工程實(shí)際和電磁流量計(jì)廠家進(jìn)行細(xì)節(jié)確認(rèn)。希望通過(guò)本文可以對(duì)大家的工作帶來(lái)便利。

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