北京北方信科測(cè)控科技有限公司

電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測(cè)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(chǎng)。直流磁路用磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，受交流磁場(chǎng)的干擾較小，但它易使通過(guò)測(cè)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)，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(chǎng)，且是50HZ工頻電源激勵(lì)產(chǎn)生的。

測(cè)量導(dǎo)管：其作用是讓被測(cè)導(dǎo)電性液體通過(guò)。為了使磁力線通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管時(shí)磁通量被分流或短路，測(cè)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(cè)量成正比的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)。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(guò)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(cè)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(chǎng)的干擾。

襯里：在測(cè)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(cè)液體，其作用是增加測(cè)量導(dǎo)管的耐腐蝕性，防止感應(yīng)電勢(shì)被金屬測(cè)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(shì)信號(hào)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(shì)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)并抑制主要的干擾信號(hào)。其任務(wù)是把電極檢測(cè)到的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)。

1、測(cè)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(cè)量管內(nèi)無(wú)阻礙流動(dòng)部件，無(wú)壓損，直管段要求較低。對(duì)漿液測(cè)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(cè)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(cè)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(hào)與平均流速呈線性關(guān)系，因此測(cè)量精度高。

10、測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻流件，因此沒(méi)有附加的壓力損失；測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長(zhǎng)。

11、由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿磁場(chǎng)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(zhǎng)度為5倍的管道直徑。

12、轉(zhuǎn)換器采用國(guó)際新先進(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(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)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(zhǎng)時(shí)候內(nèi)保持穩(wěn)定。

按照外加磁場(chǎng)類(lèi)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(chǎng)B垂直于管軸，C、D處裝有兩個(gè)電極，用來(lái)測(cè)量流體橫越磁場(chǎng)時(shí)所感生的電動(dòng)勢(shì)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(lái)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(duì)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(guò)的容積）標(biāo)定k值。磁場(chǎng)可由磁鐵產(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(wú)鐵芯激磁繞組，通以它常直流電流來(lái)產(chǎn)生一個(gè)近似均勻的磁場(chǎng)。

感應(yīng)式電磁流量計(jì) 在被測(cè)流體溫度過(guò)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(huà)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(guò)感應(yīng)線圈C的合成磁通為零，故線圈中沒(méi)有感生的交變電動(dòng)勢(shì)。流體流動(dòng)時(shí)感應(yīng)線圈中就產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)，其大小與流速成正比。基于這一原理，還有很多改型方案。例如用一個(gè)激磁繞組，而在它的對(duì)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(lái)（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(shì)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(méi)有其他部件，所以除用于測(cè)量導(dǎo)電流體的流量外，還可用于測(cè)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(lái)測(cè)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(chǎng)總線，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)水平。

分體型電磁流量計(jì)在滿足現(xiàn)場(chǎng)顯示的同時(shí)，還可以輸出4～20mA電流信號(hào)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(mén)。

分體型電磁流量計(jì)除可測(cè)量一般導(dǎo)電液體的流量外，還可測(cè)量液固兩相流，高粘度液流及鹽類(lèi)、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(lái)測(cè)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(cè)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(méi)有可動(dòng)部件，也沒(méi)有阻流件，不會(huì)引起壓力損失，同時(shí)也不會(huì)引起磨損，阻塞等問(wèn)題。

2．電磁流量計(jì)是一體積流量測(cè)量?jī)x表，在測(cè)量過(guò)程中不受被測(cè)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(cè)介質(zhì)的平均流速成正比，而與軸對(duì)稱的流動(dòng)狀態(tài)（層流或紊流）無(wú)關(guān)。

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

口徑與量程的選擇

變送器口徑通常選用與管道系統(tǒng)和同的口徑。如果份道系統(tǒng)有待設(shè)計(jì)，則可根據(jù)流母范圍和流速來(lái)選擇口徑。對(duì)于電磁流量計(jì)來(lái)說(shuō)，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(duì)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(lái)確定變送器口徑。

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

襯里選擇

電磁流量計(jì)內(nèi)襯材料正確選用方法

應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性，磨損性和溫度來(lái)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(cè)水、污水

二、耐酸橡膠（硬橡膠）

可耐常溫下的、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的、、的腐蝕，但不耐強(qiáng)氧化劑的腐蝕

測(cè)一般的酸、堿、鹽溶液

三、氯丁橡膠（Neoprene）

1、極好的彈性，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(cè)水、污水、泥漿和礦漿

四、聚胺脂橡膠（Polyurethane）

1、極好的耐磨性能

2、耐酸、堿性能差

<40℃

測(cè)中性強(qiáng)磨損的煤漿、泥漿和礦漿

五、聚四氟乙烯（PTFE）

1、耐沸騰的、、硝酸、王水、濃堿和各種有機(jī)溶劑

2、耐磨性能好，粘接性能差

-80～+180℃；

測(cè)濃度、濃堿強(qiáng)腐蝕性溶液及衛(wèi)生類(lèi)介質(zhì)

應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)選型

1.了解工藝參數(shù)

（1）了解被測(cè)液體名稱（由用戶提供）

（2）了解被測(cè)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(cè)流體的電導(dǎo)率（由用戶提供）

（7）了解是否有負(fù)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(cè)介質(zhì)的名稱和性質(zhì)，確定是否采用電磁流量計(jì)（由業(yè)務(wù)員確定）

注意：電磁流量計(jì)只能測(cè)量導(dǎo)電液體流量，而氣體、油類(lèi)和絕大多數(shù)有機(jī)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(cè)

（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(yíng)銷(xiāo)員確定）

注意：橡膠耐溫不得超過(guò)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(yíng)銷(xiāo)員確定）

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

當(dāng)口徑由DN250－1000時(shí)，法蘭額定壓力≤1.0Mpa；

當(dāng)介質(zhì)實(shí)際壓力高于上述管徑－壓力對(duì)應(yīng)范圍時(shí)，為特殊訂貨，但高壓力不得超過(guò)6.4Mpa

（4）確定介質(zhì)的電導(dǎo)率

注意：（1）電磁流量計(jì)的電導(dǎo)率不得低于5uS/cm

（2）自來(lái)水的電導(dǎo)率約為幾十到上百個(gè)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(jī)物液體的電導(dǎo)率遠(yuǎn)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(yuǎn)傳顯示（由用戶提供）

注意：當(dāng)為分體遠(yuǎn)傳顯示時(shí)請(qǐng)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(jì)本身帶有上下限流量報(bào)警、頻率和電流輸出功能，無(wú)須另外特殊訂貨

2、電磁流量計(jì)外殼密封防護(hù)等級(jí)有IP65和IP68兩種，當(dāng)選擇潛水型IP68時(shí)屬于特殊訂貨

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

4．選型：通過(guò)上述步驟后，可后確定電磁流量計(jì)型號(hào)規(guī)格。