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摘要：简要介绍了电磁流量计的工作原理和工业选型，指出了电磁流量计的主要特点和使用安装要求，阐述了电磁流量计的在线校验方法，并分析了电磁流量计的故障原因。
关键词：电磁流量计 管道 测量 选型 故障和原因
1基本原理
基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上。线圈励磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。此时，如果具有一定电导率的流体流经测量管，将切割磁力线感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B，测量管内径d 与平均流速v 的乘积，电动势E（流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器。转换器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲，模拟电流等信号，用于流量的控制和调节。
2 主要技术特点和使用安装要求
2.1 电磁流量计的主要技术特点
1）测量精确度高、工作可靠，测量数据与被测介质的温度、压力、电导率等参数无关。
2）测量管内没有阻碍流动部件，无压损，直管段要求较低。
3）耐用性好，维护费用低，传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极和内衬材料，即可耐腐蚀、耐磨损。
4）双向流量测量： 可测正向流体的流量，反向流体的流量。
5）输出信号方式比较灵活。有脉冲、电流、频率等方式。
2.2 电磁流量计的使用和安装要求
1）无振动、无强电磁场的地方；
2）尽量垂直安装，水平安装需要安装在低处，不能安装管道顶点，保证满管，防止气泡；
3）直管段要求，最好保证前10后5倍管径；
4）焊接式的安装时候要注意不要连接仪器焊接，防止伤害流量计；
5)外壳尽量接地，屏蔽线单端接地，接到点不能与强电共地；
6)如果为了维修简便，安装位置需要选好，满足维修要求。同时，可以安装旁管，故障时候流体走旁管；
7)避免阳光直射、高温的地方，会消磁的；
8)其他应该考虑的要求，信号走线不要跟强电线路一起。
3 關于选型
3、1 精度等级和功能 根据测量要求和使用场合选择仪表精度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些。
不同型号电磁流量计的功能差别也很大，简单的就只能测量单向流量，有的只输出模拟信号；多功能的可以双向流量测量、量程 切换、上下限报警、空管报警、远程通信等等。 选型者应该根据不同要求确定选用具有不同功能的流量计。
3、2 测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，电磁流量计的满度流量可以在测量介质流速0．5—12m／s范围内选用，范围比较宽。
1)测量导电性良好的液体，通常最大流速不超过5m／s，经济流速范围在1．5m／s～3m／s。
2)测量低电导率的流体，则尽可能选择低流速，原因是流速提高流动噪声会增加，从而导致流量信号输出晃动现象。
3)测量易粘附、易沉积、积垢的流体，流速不低于2m／s，最好提高到3～4m／s，这样可以避免粘附、沉积和结垢发生。
4）测量磨损性强的浆液，则流速应低于2～ 3m／s，从而降低对电极和衬里的磨损。通常电磁流量计测量范围在20倍以上； 当需要时，可以选用带量程自动切换功能的 仪表，其测量范围超过50倍，甚至100倍。
4 电磁流量计在线校验方法
电磁流量计出厂时其精确度已经过实验室标定。但一旦使用于现场，由于受环境条件、流体特性以及仪表本身如元器件损坏等原因引起仪表运行故障等情况，对于首次安装投运前或长期使用后的流量计有必要进行一次常规的现场校验。
4. 1 校验的主要内容
1） 对电磁流量计励磁线圈进行安全绝缘测试，应大于20MΩ。
2）对电磁流量计励磁线圈进行铜电阻测试，应与原出厂值相同。
3）对电磁流量计传感器电极对地电阻进行测试，若电阻值在2一20kΩ之间，并伴有充放电现象，两只电极的电阻相近，则认为好的。
4)对电磁流量计转换器励磁电流进行测试，观察其输出与转换器原电流的值，误差不超过士0. 25mA 。
5) 对电磁流量计转换器模拟量输出及频率输出进行测试，观察其线性变化情况，并计算其最大线性误差，应不超过士0.5%。.
5电磁流量计的故障及原因
电磁流量计有许多优点，但若选型、安装、使用不当，将会引起误差增大，示值不稳定，甚至表体损坏。
1）管内液体未充满 由于背压不足或流量传感器安装位置不良，致使其测量管内液体未能充满，故障现象因不充满程度和流动状况有不同表现。
2)液体中含有固相 液体中含有粉状、颗粒或纤维等固体，可能产生的故障有；①浆液噪声；②电极表面玷污；③导电沉积层或绝缘沉积层覆盖电极或衬里；④衬里被磨损或被沉积物覆盖，流通截面积缩小。
3)有可能结晶的液体，电磁流量计应慎用 有些易结晶化工物料在温度正常的情况下能正常测量，由于输送流体的导管都有良好的伴热保温，在保温工作时不会结晶，但是电磁流量传感器的测量管难以实施伴热保温，因此，流体流过测量管时易因降温而引起内壁结上一层固体。由于改用其他原理的流量计测量也同样存在结晶问题，所以在无其他更好方法的情况下，可选用测量管长度非常短的一种“环形”(oring)电磁流量传感器，并将流量计的上游管道伴热保温予以强化。在管道连接方法上，考虑流量传感器拆装方便，在一旦结晶时能方便地拆下维护。
4)电极和接地环材质选择不当引发的问题 因材质与被测介质不匹配而引发故障的电磁流量计与介质接触的零部件有电极与接地环，匹配失当除耐腐蚀问题外，只要是电极表面效应。表面效应应有：①化学反应(表面形成钝话膜等)；②电化学和极化现象(产生电势)；③触媒作用(电极表面生成气雾等)。接地环也有这些效应，但影响程度要小一些。
5)液体电导率超过允许范围引发的问题 液体导电率若接近下限值也有可能出现晃动现象。因为制造厂仪表规范规定的下限值是在各种使用条件较好状态下可测出的最低值，而实际条件不可能都很理想，于是就多次遇到低度蒸馏水或去离子水，其导电率接近电磁流量计规范规定的下限值5，使用时却出现输出晃动。通常认为能稳定测量的导电率下限值要高1～2个数量级。
6结束语
电磁流量计所具有的测量精度高、稳定性好和适用范围广的特点，为化工厂等行业实现自动化控制及公平贸易计量提供了有力的技术保障，发挥了巨大的作用。今后，随着技术、应用和性价比的不断完善和提高，电磁流量计一定会有越来越广泛的应用。
关键词：电磁流量计 管道 测量 选型 故障和原因
1基本原理
基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上。线圈励磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。此时，如果具有一定电导率的流体流经测量管，将切割磁力线感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B，测量管内径d 与平均流速v 的乘积，电动势E（流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器。转换器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲，模拟电流等信号，用于流量的控制和调节。
2 主要技术特点和使用安装要求
2.1 电磁流量计的主要技术特点
1）测量精确度高、工作可靠，测量数据与被测介质的温度、压力、电导率等参数无关。
2）测量管内没有阻碍流动部件，无压损，直管段要求较低。
3）耐用性好，维护费用低，传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极和内衬材料，即可耐腐蚀、耐磨损。
4）双向流量测量： 可测正向流体的流量，反向流体的流量。
5）输出信号方式比较灵活。有脉冲、电流、频率等方式。
2.2 电磁流量计的使用和安装要求
1）无振动、无强电磁场的地方；
2）尽量垂直安装，水平安装需要安装在低处，不能安装管道顶点，保证满管，防止气泡；
3）直管段要求，最好保证前10后5倍管径；
4）焊接式的安装时候要注意不要连接仪器焊接，防止伤害流量计；
5)外壳尽量接地，屏蔽线单端接地，接到点不能与强电共地；
6)如果为了维修简便，安装位置需要选好，满足维修要求。同时，可以安装旁管，故障时候流体走旁管；
7)避免阳光直射、高温的地方，会消磁的；
8)其他应该考虑的要求，信号走线不要跟强电线路一起。
3 關于选型
3、1 精度等级和功能 根据测量要求和使用场合选择仪表精度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些。
不同型号电磁流量计的功能差别也很大，简单的就只能测量单向流量，有的只输出模拟信号；多功能的可以双向流量测量、量程 切换、上下限报警、空管报警、远程通信等等。 选型者应该根据不同要求确定选用具有不同功能的流量计。
3、2 测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，电磁流量计的满度流量可以在测量介质流速0．5—12m／s范围内选用，范围比较宽。
1)测量导电性良好的液体，通常最大流速不超过5m／s，经济流速范围在1．5m／s～3m／s。
2)测量低电导率的流体，则尽可能选择低流速，原因是流速提高流动噪声会增加，从而导致流量信号输出晃动现象。
3)测量易粘附、易沉积、积垢的流体，流速不低于2m／s，最好提高到3～4m／s，这样可以避免粘附、沉积和结垢发生。
4）测量磨损性强的浆液，则流速应低于2～ 3m／s，从而降低对电极和衬里的磨损。通常电磁流量计测量范围在20倍以上； 当需要时，可以选用带量程自动切换功能的 仪表，其测量范围超过50倍，甚至100倍。
4 电磁流量计在线校验方法
电磁流量计出厂时其精确度已经过实验室标定。但一旦使用于现场，由于受环境条件、流体特性以及仪表本身如元器件损坏等原因引起仪表运行故障等情况，对于首次安装投运前或长期使用后的流量计有必要进行一次常规的现场校验。
4. 1 校验的主要内容
1） 对电磁流量计励磁线圈进行安全绝缘测试，应大于20MΩ。
2）对电磁流量计励磁线圈进行铜电阻测试，应与原出厂值相同。
3）对电磁流量计传感器电极对地电阻进行测试，若电阻值在2一20kΩ之间，并伴有充放电现象，两只电极的电阻相近，则认为好的。
4)对电磁流量计转换器励磁电流进行测试，观察其输出与转换器原电流的值，误差不超过士0. 25mA 。
5) 对电磁流量计转换器模拟量输出及频率输出进行测试，观察其线性变化情况，并计算其最大线性误差，应不超过士0.5%。.
5电磁流量计的故障及原因
电磁流量计有许多优点，但若选型、安装、使用不当，将会引起误差增大，示值不稳定，甚至表体损坏。
1）管内液体未充满 由于背压不足或流量传感器安装位置不良，致使其测量管内液体未能充满，故障现象因不充满程度和流动状况有不同表现。
2)液体中含有固相 液体中含有粉状、颗粒或纤维等固体，可能产生的故障有；①浆液噪声；②电极表面玷污；③导电沉积层或绝缘沉积层覆盖电极或衬里；④衬里被磨损或被沉积物覆盖，流通截面积缩小。
3)有可能结晶的液体，电磁流量计应慎用 有些易结晶化工物料在温度正常的情况下能正常测量，由于输送流体的导管都有良好的伴热保温，在保温工作时不会结晶，但是电磁流量传感器的测量管难以实施伴热保温，因此，流体流过测量管时易因降温而引起内壁结上一层固体。由于改用其他原理的流量计测量也同样存在结晶问题，所以在无其他更好方法的情况下，可选用测量管长度非常短的一种“环形”(oring)电磁流量传感器，并将流量计的上游管道伴热保温予以强化。在管道连接方法上，考虑流量传感器拆装方便，在一旦结晶时能方便地拆下维护。
4)电极和接地环材质选择不当引发的问题 因材质与被测介质不匹配而引发故障的电磁流量计与介质接触的零部件有电极与接地环，匹配失当除耐腐蚀问题外，只要是电极表面效应。表面效应应有：①化学反应(表面形成钝话膜等)；②电化学和极化现象(产生电势)；③触媒作用(电极表面生成气雾等)。接地环也有这些效应，但影响程度要小一些。
5)液体电导率超过允许范围引发的问题 液体导电率若接近下限值也有可能出现晃动现象。因为制造厂仪表规范规定的下限值是在各种使用条件较好状态下可测出的最低值，而实际条件不可能都很理想，于是就多次遇到低度蒸馏水或去离子水，其导电率接近电磁流量计规范规定的下限值5，使用时却出现输出晃动。通常认为能稳定测量的导电率下限值要高1～2个数量级。
6结束语
电磁流量计所具有的测量精度高、稳定性好和适用范围广的特点，为化工厂等行业实现自动化控制及公平贸易计量提供了有力的技术保障，发挥了巨大的作用。今后，随着技术、应用和性价比的不断完善和提高，电磁流量计一定会有越来越广泛的应用。