電磁流量計（簡稱EMF）是20世紀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。電磁流量計由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。該產(chǎn)品基于法拉第電磁感應(yīng)定律工作，用來測量電導(dǎo)率大于 50s/cm 導(dǎo)電液體的體積流量，是一種測量導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表。除可測量一般導(dǎo)電液體的體積流量外，還可用于測量強酸、強堿等強腐蝕液體和泥漿、礦漿、紙漿等均勻的液固兩相懸浮液體的體積流量。廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、輕紡、造紙、環(huán)保、食品等工業(yè)部門及市政管理，水利建設(shè)、河流疏浚等領(lǐng)域的流量計量。

儀表介紹

結(jié)構(gòu)

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，使正電極被負離子包圍，負電極被正離子包圍，即電極的極化現(xiàn)象，并導(dǎo)致兩電極之間內(nèi)阻增大，因而嚴重影響儀表正常工作。當(dāng)管道直徑較大時，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)*流動部件，無壓損，直管段要求較低。對漿液測量有*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、度高。流量范圍度可達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*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。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，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，技術(shù)達到國內(nèi)前列水平。

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*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)準信號輸出。LD-T型可就地指示，LD型可遠距離傳送。

選購

口徑與量程的選擇

變送器口徑通常選用與管道系統(tǒng)相同的口徑。如果份道系統(tǒng)有待設(shè)計，則可根據(jù)流母范圍和流速來選擇口徑。對于電磁流量計來說，流速以2-4m/s較為適宜。在特殊情況下.如液體中帶有固體顆粒，考慮到磨損的情況，可選常用流速≤3m/s,對于易附管壁的流體，可選用流速≤2m/s,流速確定以后，可根據(jù)來確定變送器口徑。

變送器的量程可以根據(jù)兩條原則來選擇:一是儀表滿量程大于預(yù)計的大流量值，二是正常流值大于儀表滿量程的50%，以保證一定的測量精度。

電磁流量計內(nèi)襯材料正確選用方法

應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性，磨損性和溫度來選擇內(nèi)襯材料：

一、天然橡膠（軟橡膠）

1、較好的彈性，耐磨性和扯斷力

2、耐一般的弱酸、弱堿的腐蝕

3、測水、污水

二、耐酸橡膠（硬橡膠）

可耐常溫下的鹽酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀的腐蝕，但不耐強氧化劑的腐蝕

測一般的酸、堿、鹽溶液

三、氯丁橡膠（Neoprene）

1、*的彈性，高度的扯斷力，耐磨性能好

2、耐一般低濃度的酸堿、鹽溶液的腐蝕，但不耐氧化性介質(zhì)的腐

<80℃；

測水、污水、泥漿和礦漿

四、聚胺脂橡膠（Polyurethane）

1、*的耐磨性能

2、耐酸、堿性能差

<40℃

測中性強磨損的煤漿、泥漿和礦漿

五、聚四氟乙烯（PTFE）

1、耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸、王水、濃堿和各種有機溶劑

2、耐磨性能好，粘接性能差

-80～+180℃；

測濃度、濃堿強腐蝕性溶液及衛(wèi)生類介質(zhì)

應(yīng)用現(xiàn)場選型

1.了解工藝參數(shù)

（1）了解被測液體名稱（由用戶提供）

（2）了解被測液體的大流量、常用流量、小流量（由用戶提供）

（3）了解工藝管徑（由用戶提供）

（4）了解介質(zhì)溫度（由用戶提供）

（5）了解介質(zhì)壓力（由用戶提供）

（6）了解被測流體的電導(dǎo)率（由用戶提供）

（7）了解是否有負壓情況存在（由用戶提供）

2．初步選型

（1）根據(jù)了解到的被測介質(zhì)的名稱和性質(zhì)，確定是否采用電磁流量計（由業(yè)務(wù)員確定）

注意：電磁流量計只能測量導(dǎo)電液體流量，而氣體、油類和絕大多數(shù)有機物液體不在一般導(dǎo)電液體之例

（2）根據(jù)了解到的被介質(zhì)性質(zhì)，確定電極材料

注意；公司一般提供不銹鋼、哈氏、鈦和鉭等四種電極，選用哪種電極應(yīng)根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)查相關(guān)資料手冊

（2）根據(jù)了解到的介質(zhì)溫度確定采用橡膠還是四氟內(nèi)襯（由營銷員確定）

注意：橡膠耐溫不得超過80C；

四氟耐溫150C，瞬間可耐180C；

城市污水一般可采用橡膠內(nèi)襯和不銹鋼電極

（3）根據(jù)了解到的介質(zhì)壓力，選擇表體法蘭規(guī)格（由營銷員確定）

注意：電磁法蘭規(guī)格通常為當(dāng)口徑由DN10－250時，法蘭額定壓力≤1.6Mpa；

當(dāng)口徑由DN250－1000時，法蘭額定壓力≤1.0Mpa；

當(dāng)介質(zhì)實際壓力高于上述管徑－壓力對應(yīng)范圍時，為特殊訂貨，但極限壓力不得超過6.4Mpa

（4）確定介質(zhì)的電導(dǎo)率

注意：（1）電磁流量計的電導(dǎo)率不得低于5uS/cm

（2）自來水的電導(dǎo)率約為幾十到上百個uS/cm，一般鍋爐軟水（去離子水）導(dǎo)電，純水（高度蒸餾水）不導(dǎo)電

（3）氣體、油和絕大多數(shù)有機物液體的電導(dǎo)率遠低于5uS/cm，不導(dǎo)電。

3．了解用戶要求

（1）了解是組合式就地顯示還是分體式遠傳顯示（由用戶提供）

注意：當(dāng)為分體遠傳顯示時請了解大距離，分離大距離為100米

（2）了解是否需要其它附加功能（由用戶提供）

注意：1、電磁流量計本身帶有上下限流量報警、頻率和電流輸出功能，無須另外特殊訂貨

2、電磁流量計外殼密封防護等級有IP65和IP68兩種，當(dāng)選擇潛水型IP68時屬于特殊訂貨

3、當(dāng)電磁流量計要和計算機連接時，需增加RS－485通訊口，屬于特殊訂貨

4．選型：通過上述步驟后，可后確定電磁流量計型號規(guī)格。

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+確認鍵：進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)；

確認鍵：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；

確認鍵：進入/退出子菜單；

確認鍵：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)進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。在測量狀態(tài)下，按“復(fù)合鍵+確認鍵”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+確認鍵”后，則進入需要的參數(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*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，一般采用垂直安裝，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。

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，一般用力矩扳手。

儀表安裝

方法

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。

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