一、電磁流量計(jì)的使用概略

電磁流量計(jì)使用范疇普遍。大口徑儀表較多使用于給排水工程。中小口常常用于固液雙相等難測流體或高要求場合，如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)侵蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水節(jié)制和監(jiān)漏，長間隔管道煤的水力保送的流量測量和節(jié)制。高壓電磁流量計(jì)、礦漿流量計(jì)則是油田、選煤場等需測漿液場合的首選；小口徑、細(xì)小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食物工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場合。衛(wèi)生型電磁流量計(jì)是江蘇金湖科信儀表有限公司專門針對醫(yī)藥工業(yè)、食物工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求所研發(fā)而成。二、電磁流量計(jì)的精度品級(jí)和功用

市場上通用型電磁流量計(jì)的功能有較大差異，有些精度高、功用多，有些精度低、功用簡略。精度高的儀表根本誤差為(±0．5％～±1％)R，精度低的儀表則為(±1．5％～±2．5％)，兩者價(jià)錢相差1～2倍。因而測量精度要求不很高的場合(例如非商業(yè)核算僅以節(jié)制為目標(biāo)．只需求高牢靠性和優(yōu)秀反復(fù)性的場合)，選用高精度儀表在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。

有些型號(hào)儀表宣稱有更高的準(zhǔn)確度，根本誤差僅(±O．2％～±O，3％)R，但有嚴(yán)厲的裝置要乞降參比前提，例如情況溫度20～22℃，前后置直管段長度要求辨別大于10D、3D(凡間為5D、2D)，甚至提出流量傳感器要與前后置直管構(gòu)成一體在流量規(guī)范安裝上作實(shí)流校準(zhǔn)，以削減夾裝不善的影響。因而在多種型號(hào)選擇比擬時(shí)不要純真只看高目標(biāo)，要具體閱讀制造廠樣本或仿單作綜合剖析。

全流型非滿管EMF的根本誤差為(±1.5％～±2％)FS。刺進(jìn)型儀表自身(即檢測頭)的根本誤差普通為±2％R～±4％FS，思索到點(diǎn)流速(或徑流速)代外表均勻流速，跟著流質(zhì)變化惹起速度散布系數(shù)變化的影響，能夠帶來2％～5％的轉(zhuǎn)變以及流暢面積測量誤差等，總體的測量精度還要低些。

若使用于大管徑長輸水管，因有優(yōu)越的速度散布(有足夠長的前置直管段)，電磁流量檢測頭又在“檢定水槽”中單個(gè)校準(zhǔn)，流質(zhì)變化局限也不大，不存在速度散布系數(shù)分明變化等較好前提下，根本誤差可接近或略大于±2％R。

市場上電磁流量計(jì)的功用差異也很大，簡略的就只是測量單向流量，只輸出模仿旌旗燈號(hào)帶動(dòng)后位儀表；多功用儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報(bào)警、空管和電源割斷報(bào)警、小旌旗燈號(hào)切除、流量顯示和總量積算、主動(dòng)查對和毛病自診斷、與上位機(jī)通訊和活動(dòng)組態(tài)等。有些型號(hào)儀表的串行數(shù)字通訊功用可選多種通訊接口和專用芯片(ASIC)，以聯(lián)接HART和談系統(tǒng)、PR0兀BuS、Modbus、CONFIG、FF現(xiàn)場總線等。三、電磁流量計(jì)的流速、滿度流量、局限度和口徑

選定儀表口徑紛歧定與管徑一樣，應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)保送水等粘度不高的液體、管道流速普通是經(jīng)濟(jì)流速1．5～3m/s。電磁流量計(jì)用在如許的管道上，傳感器口徑與管徑一樣即可。

電磁流量計(jì)滿度流量時(shí)液體流速可在1～10m/s局限內(nèi)選用，局限是比擬寬的。上限流速在道理上是不受限制的，但是凡間建議不超越5m/s，除非襯里資料能接受液體流速的沖刷，實(shí)踐使用很少超越7m/s，超越10m/s則更為稀有。滿度流量的流速下限普通為1m/s，有些型號(hào)儀表則為0．5m/s。有些新建工程運(yùn)轉(zhuǎn)初期流量偏低或在流速偏低的管系，從測量精度角度思索，儀表口徑應(yīng)改用小于管徑，以異徑管銜接之。

用于有易粘附、堆積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體，選用流速應(yīng)不低于2m/s，最好進(jìn)步到3～4m/s或以上，起到自打掃、避免粘附堆積等效果。用于礦漿等磨耗性強(qiáng)的流體，常用流速應(yīng)低于2～3m/s，以降低對襯里和電極的磨損。

在測量接近閾值的低電導(dǎo)液體，盡能夠選定較低流速(小于0．5～1m/s)，因流速進(jìn)步活動(dòng)噪聲會(huì)添加，而呈現(xiàn)輸出晃悠景象。

電磁流量計(jì)的局限度是比擬大的，凡間不低于20，帶有量程主動(dòng)切換功用的儀表，可超越50～100。

國內(nèi)可以供應(yīng)的定型產(chǎn)物的口徑從10mm到3000mm，固然實(shí)踐使用照樣以中小口徑居多，但與大局部其他道理流量儀表。(如容積式、渦輪式、渦街式或科里奧利質(zhì)量式等)比擬，大口徑儀表據(jù)有較大比重。某企業(yè)近萬臺(tái)儀表中，50mm以下小口徑、65～250mm中口徑、300～900mm大口徑、1000mm以上超大口徑辨別占37％、45％、15％和3％。

四、液體電導(dǎo)率

運(yùn)用電磁流量計(jì)的前提是被測液體必需是導(dǎo)電的，不克不及低于閾值(即下限值)。電導(dǎo)率低于閾值會(huì)發(fā)生測量誤差直至不克不及運(yùn)用，超越閾值即便轉(zhuǎn)變也可以測量，示值誤差轉(zhuǎn)變不大。通用型電磁流量計(jì)的閾值在10-4(5×10-6)S/cm之間，視型號(hào)而異。運(yùn)用時(shí)還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量旌旗燈號(hào)線長度及其散布電容，制造廠運(yùn)用仿單中凡間規(guī)則電導(dǎo)率相對應(yīng)的旌旗燈號(hào)線長度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測電導(dǎo)率低至5×10-8)/cm的液體。

工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/crn，酸、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-4～10-1S/cm之間，運(yùn)用不存在問題，低度蒸餾水為101S/cm也不存在問題。石油成品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過低就不克不及運(yùn)用。上圖列出若干液體的電導(dǎo)率。從材料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低，以為不克不及運(yùn)用，但是實(shí)踐任務(wù)中會(huì)碰到因含有雜質(zhì)而能運(yùn)用的實(shí)例，這類雜質(zhì)對添加電導(dǎo)率有利。關(guān)于水溶液，材料中的電導(dǎo)率是用于純水配比在實(shí)行室測得的，實(shí)踐運(yùn)用的水溶液能夠用工業(yè)用水配比，電導(dǎo)率將比查得得要高，也有利于流量測量。

還有一種在缺乏現(xiàn)成電導(dǎo)率數(shù)據(jù)的狀況下，裝在管線上電磁流量計(jì)不克不及測量的液體，從現(xiàn)場管線上取樣離線去實(shí)行室以電導(dǎo)率儀測量其電導(dǎo)率卻以為可用。這是因?yàn)槿与x線進(jìn)程中，所測液體已與在管線中有了差異；譬如液體已接收了大氣中的CO2或N0x生成微量的碳酸或硝酸，改動(dòng)了電導(dǎo)率。

依據(jù)運(yùn)用經(jīng)歷，實(shí)踐使用的液體電導(dǎo)率最好要比儀表制造廠規(guī)則的閾值至少大一個(gè)數(shù)目級(jí)。由于制造廠儀表標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則的下限值是在各類運(yùn)用前提較好形態(tài)下可測量的最低值，是遭到一些運(yùn)用前提限制，如電導(dǎo)率平均性、銜接旌旗燈號(hào)線、外界噪聲等，不然會(huì)呈現(xiàn)輸出晃悠景象等。我們就屢次碰到測量低度蒸餾水或去離子水，要其電導(dǎo)率接近閾值5×10-6S/cm，運(yùn)用時(shí)呈現(xiàn)輸出晃悠。五、電磁流量計(jì)測量液體中含有混入物

混入成泡狀流的細(xì)小氣泡仍可正常任務(wù)，但測得的是含氣泡體積的夾雜體積流量；如氣體含量添加到構(gòu)成彈(塊)狀流，因電極能夠被氣體蓋住使電路瞬時(shí)斷開，呈現(xiàn)輸出晃悠甚至不克不及正常任務(wù)。

含有非鐵磁性顆?；蚶w維的固液雙相流體相同可測得二相的體積流量。固體含量較高的流體，如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿、紙漿等實(shí)踐上已屬非牛頓流體。因?yàn)楣腆w在載體液中一同活動(dòng)，兩者之間有滑動(dòng)，速度上有差異，單相液體校驗(yàn)的儀表用于固液雙相流領(lǐng)會(huì)發(fā)生附加誤差。固然還未見到電磁流量計(jì)使用于固液雙相流體中固形物影響的系統(tǒng)實(shí)行申報(bào)，但國外有申報(bào)稱固形物含量有14％時(shí)誤差在3％局限以內(nèi)；我國黃河水利委員會(huì)水利科學(xué)研討所的實(shí)驗(yàn)申報(bào)稱，測量高沙含量水的流量，含沙量體積比17%～40%(沙中值粒徑0.35rnm)，儀表測量誤差小于3%。

在漿液內(nèi)有較大顆粒擦過電極外表，在頻率較低的矩形激磁的電磁流量計(jì)中會(huì)發(fā)生尖峰狀漿液噪聲，使流量旌旗燈號(hào)不穩(wěn)，就要選用較高頻率的儀表或有較強(qiáng)按捺漿液噪聲才能的儀表，也可選用市電交流激磁的儀表或雙頻激磁的儀表。而開封威利流量儀表有限公司與日本山武協(xié)作的礦漿專用電磁流量計(jì)，很好的處理該問題。

含有鐵磁性物質(zhì)的流體對凡間的電磁流量計(jì)，因測量管內(nèi)磁導(dǎo)率受鐵磁體的分歧含量而轉(zhuǎn)變，會(huì)發(fā)生測量誤差。但在磁路中置有磁通檢測線圈賠償?shù)碾姶帕髁坑?jì)，可減小混入鐵磁體的影響。上海光華儀表廠在交流激磁儀表的實(shí)驗(yàn)申報(bào)中稱，水中含有液固分量比約4：1，顆粒度≤0.15mm鐵精礦石的礦漿，以80mm口徑儀表作清水和漿液比照流量實(shí)驗(yàn)，凡間的儀透露表現(xiàn)值轉(zhuǎn)變7%～10%，裝有磁通檢測線圈的儀表，示值誤差在±2%FS以內(nèi)。

對含有礦石顆粒的礦漿使用，應(yīng)留意對傳感器襯里的磨損水平，測量管內(nèi)徑擴(kuò)展會(huì)發(fā)生附加誤差。這種場所應(yīng)選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里，還建議傳感器裝置在垂直管道上，使管道磨損平均，消弭程度裝置下半部部分磨損嚴(yán)峻的缺陷。也可以在傳感囂進(jìn)口端加裝噴嘴形護(hù)套，相對延伸運(yùn)用期。六、電磁流量計(jì)液體附著和沉淀

測量易在管壁附著和沉淀物質(zhì)的流體時(shí)，若附著的是比液體電導(dǎo)率高的導(dǎo)電物質(zhì)，旌旗燈號(hào)電勢將被短路而不克不及任務(wù)，若長短導(dǎo)電層則起首應(yīng)留意電極的污染，譬如選用不易附著尖形或半球形凸起電極、可改換式電極、刮刀式清垢電極等。刮刀式電極可在傳感器外按期手動(dòng)刮除沉垢。國外產(chǎn)物曾有電極上裝超聲波換能器，以肅清外表垢層，但現(xiàn)已少見。也有臨時(shí)斷開測量電路，在電極間短工夫內(nèi)流過低壓大電流，燃燒肅清附著油脂類附著層。易發(fā)生附著的場合可進(jìn)步流速以到達(dá)自打掃的目標(biāo)，還可以接納較便利的易清洗的管道銜接，可不拆開清洗傳感器。

非接觸型電極的電磁流量計(jì)附著非導(dǎo)電膜層，儀表仍能任務(wù)，但若為高導(dǎo)電層則相同不克不及任務(wù)。

關(guān)于接觸型電極的電磁流量計(jì)導(dǎo)電性附著層的附加示值誤差△E如下圖

式中σw、σf——辨別為附著層、液體電導(dǎo)率；

t——附著層厚度；

d——測量管內(nèi)徑。

弱附著于襯里管壁異物層為氧化鐵繡層，或以金屬為首要成分的燃料，其電導(dǎo)率大于液體電導(dǎo)率，測得的流量值將比實(shí)踐流量低；若為碳酸鈣等水垢層，其電導(dǎo)率低于液體，測得流量值高于實(shí)踐流量。若附著層電導(dǎo)率與液體一樣，按上圖核算附加誤差為零，但此只局限于附著層厚度小的前提，譬如下圖中2t/d要小于10%。由于一樣流量有附著層時(shí)流暢面積減小，但均勻流速添加，互相間可抵消，也只能說附加誤差可疏忽不計(jì)。

七、電磁流量計(jì)與流體接觸部件資料的選擇

與流體接觸的傳感器零部件有襯里（或絕緣資料制成的測量管）、電極、接地環(huán)和密封墊片，其資料的耐腐濁型、耐磨耗性和運(yùn)用溫度上限等影響儀表對流體的順應(yīng)性。因?yàn)榱悴考?，外形簡略，資料選擇靈敏，電磁流量傳感器對流體的順應(yīng)性強(qiáng)。

(1)襯里資料(或直接與介質(zhì)接觸的測量管)

常用襯里資料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷等。氟塑料包羅聚四氟乙烯（F-4）、全氟乙丙烯（四氟乙烯和六氟丙烯共聚物，F(xiàn)-46；國外商品名TeflonFEP，習(xí)稱FEP）、四氟乙烯和乙烯共聚物（F-40）和全氟烷基乙烯基醚共聚物（改性聚四氟乙烯，國外商品名TeflonFEP）玻璃鋼有效作襯里的，也有獨(dú)自制成測量管的。本年有采用高純氧化鋁（99.7%A12O3）陶瓷制成陳立的，但只限中小口徑傳感器。

氯丁橡膠和玻璃鋼用于非侵蝕性或弱侵蝕性液體，如工業(yè)用水、廢污水及若酸堿，價(jià)錢最為低價(jià)。氟塑料具有優(yōu)秀的耐化學(xué)腐濁性液體，但耐磨性差，不克不及用于測量礦漿液。氟塑估中最早援用的是聚四氟乙烯，因與測量管間僅靠壓貼，無粘結(jié)力，不克不及用于負(fù)壓管道，后開拓各類改性種類，完成注塑成型，與測量管有較強(qiáng)連系力，可用于負(fù)壓，其種類為：

聚氨酯橡膠有極好的耐磨耗性，但耐酸堿的侵蝕性較差。它的耐磨性相當(dāng)于自然橡膠的10倍，合用于煤漿、礦漿等；介質(zhì)溫度要低于40～60/70℃。氧化鋁陶瓷有極好的耐磨耗性和對強(qiáng)酸堿的耐侵蝕性，耐磨性約為聚氨酯橡膠的10倍，合用于具有侵蝕性的礦漿；但性脆，裝置夾緊時(shí)忽略易碎，可用于較高溫度（120～140/180℃），但要避免溫度劇變，如通蒸汽滅菌，普通溫度漸變不克不及大于100℃，升溫150℃要有10min工夫。

襯里資料的選擇及其特點(diǎn)和不合用流體請參閱上圖，s．2，通用型電磁流量計(jì)幾種資料的壓力溫度大體合用局限可看右圖。

(2)電極和接地環(huán)資料

電極對測量介質(zhì)的耐腐是選擇資料起首思索的要素，其次思索能否會(huì)發(fā)生鈍化等外表效應(yīng)和所構(gòu)成的噪聲。

1)選擇耐侵蝕資料電磁流量計(jì)

電極的耐侵蝕性要求很高，不答應(yīng)侵蝕或許嚴(yán)厲地說只答應(yīng)極低的侵蝕速度，不然會(huì)毀壞電極與襯里間密封性。介質(zhì)走漏，輕則毀壞絕緣而儀表無法任務(wù)，直至破壞整臺(tái)電磁流量傳感器。常用金屬資料有含耐酸鋼1Cr18Ni12Mo2Ti，哈氏合金(耐蝕鎳基合金)B、C，鈦、鉭、鉑銥合金，簡直可掩蓋悉數(shù)化學(xué)液。此外還有合用于漿液等的低噪聲電極，它們是導(dǎo)電橡膠電極、導(dǎo)電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極，或包覆這些資料的金屬電極。下表格所展現(xiàn)的是這些資料的大體運(yùn)用局限。

上述表中所展現(xiàn)的耐侵蝕性合用局限只是個(gè)概貌。各類介質(zhì)對分歧資料的侵蝕性可查閱有關(guān)的“侵蝕手冊”．，例如《侵蝕數(shù)據(jù)和選材手冊》集中了很多數(shù)據(jù)，可作選用電極資料時(shí)參考，以確定初步方案。但這只能是初步方案，能否順應(yīng)現(xiàn)場運(yùn)用前提，還需進(jìn)一步伐查。由于從手冊查閱的數(shù)據(jù)大局部是在實(shí)行室比擬“純”的前提下獲得的，而實(shí)踐運(yùn)用的流體，往往含有微量雜質(zhì)，也常是幾種介質(zhì)的夾雜液，它們的侵蝕性與樸實(shí)或單一介質(zhì)的侵蝕性有明顯差異；液體能否含有消融氣體以及活動(dòng)速度也相當(dāng)水平上影響著侵蝕速度。例如哈氏合金B(yǎng)對80%10%濃度，不充氣鹽酸耐侵蝕，而對充氣的鹽酸卻不耐腐。所以在準(zhǔn)則上電極資料的選擇應(yīng)從運(yùn)用者借鑒該介質(zhì)在其他設(shè)備的使用實(shí)踐和以往的經(jīng)歷來確定。有時(shí)分要作需要的實(shí)行，如現(xiàn)場取液體樣品在實(shí)行室做待用資料的侵蝕性實(shí)驗(yàn)。最好的實(shí)行是現(xiàn)場掛片，這是最接近實(shí)踐使用前提的侵蝕性實(shí)驗(yàn)，可以得出比擬牢靠可否合用的結(jié)論。

鉭耐化學(xué)介質(zhì)侵蝕的面很廣，鉑銥合金對各類酸堿鹽液也有很好的耐侵蝕性，但它們也有一些不耐侵蝕的化學(xué)介質(zhì)，下表中列出若干不耐侵蝕的介質(zhì)，兩者之間有互補(bǔ)性。

2)防止電極外表效應(yīng)

電極的耐侵蝕性是選擇資料的主要要素，但有時(shí)分電極資料對被測介質(zhì)有很好的耐侵蝕性，卻紛歧定就是合用的資料，還要防止發(fā)生電極外表效應(yīng)。

電極外表效應(yīng)分為外表化學(xué)反響、電化學(xué)和極化景象以及電極的觸媒效果三個(gè)方面。

化學(xué)反響效應(yīng)如電極外表與被測介質(zhì)接觸后，構(gòu)成鈍化膜或氧化層。它們對耐磨侵蝕功能能夠起到積極維護(hù)效果，但也有能夠添加外表接觸電阻。例如鉭與水接觸就會(huì)被氧化，生成絕緣層。符號(hào)闡明：A——優(yōu)先選用的資料（實(shí)踐上有極長的運(yùn)用壽命）；

B——令人稱心的資料（在大大都前提下又較長的運(yùn)用壽命）；

×——不克不及運(yùn)用

電化學(xué)電勢轉(zhuǎn)變和極化景象會(huì)發(fā)生攪擾電勢而構(gòu)成噪聲。漿液噪聲和活動(dòng)噪聲等于電極外表噪聲的顯示。極化電勢是電極感生電動(dòng)勢在兩電極極性分歧，招致電解質(zhì)在電極外表發(fā)生極化。低頻矩形波激磁連系了直流激磁和交流激磁的長處，固然交變激磁將極化電勢削弱了幾個(gè)數(shù)目級(jí)，但不克不及完全消弭極化電勢攪擾的影響。極化電勢與液體介質(zhì)性質(zhì)以及電極資料性質(zhì)有關(guān)。

漿液噪聲是在測量泥漿纖維漿等液固雙相導(dǎo)電液體流量時(shí)，固體顆粒(或液體中氣泡)擦過電極外表，電極外表接觸電化學(xué)電勢忽然轉(zhuǎn)變，輸出流量旌旗燈號(hào)呈現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲。

活動(dòng)噪聲是在測量較低電導(dǎo)率(100x10-6S/cm鄰近及以下)液體流量時(shí)，電極的電化學(xué)電勢按期轉(zhuǎn)變，發(fā)生隨流速添加而頻率添加的隨機(jī)噪聲j；惹起儀表輸出呈現(xiàn)動(dòng)搖景象。

關(guān)于電極外表噪聲可選配與被測液體電化學(xué)和極化電勢效果小的資料以及低噪聲電極。

被測介質(zhì)在電極的觸媒效果下發(fā)生化學(xué)反響而影響測量。例如鉑電極電磁流量計(jì)在測量雙氧水時(shí)會(huì)在電極外表生成氣霧，流量為零時(shí)輸出也會(huì)動(dòng)搖。

關(guān)于防止或減輕電極外表效應(yīng)的介質(zhì)——電極資料匹配，還沒有像侵蝕性那樣有足夠的材料可杳，只要一些有限經(jīng)歷，尚待在理論中積聚。下文羅列若干實(shí)例。

鉭對水是耐侵蝕的。但若運(yùn)用鉭電極電磁流量計(jì)測量水流量，鉭電極外表會(huì)構(gòu)