文章簡述了電磁流量計(jì)的工作原理和電磁流量計(jì)的安裝和使用。

1.電磁流量計(jì)的工作原理

電磁流量計(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律而工作的流量測量儀表。測量范圍通常能達(dá)到 20 ∶ 1，其測量的體積流量不受流體密度、粘度、溫度壓力等變化明顯的影響。它能測量具有一定電導(dǎo)率的液體或液固混合物的體積流量，常用于檢測酸、堿、鹽、含固體顆粒液體的流量，這是它優(yōu)越于其他流量計(jì)的特點(diǎn)，但電磁干擾和振動、腐蝕等因素對它影響較大。

電磁流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器組成。電磁流量計(jì)傳感器由磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼和干擾信號調(diào)整裝置等部分組成，它將流量的變化轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電動勢的變化。轉(zhuǎn)換器由電子元器件組成，它將微弱的感應(yīng)電勢放大，并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號輸出，以便進(jìn)行遠(yuǎn)傳指示、記錄、積算和調(diào)節(jié)。

設(shè)在均勻磁場中，垂直于磁場方向有一個(gè)直徑為 D 的管道。管道由導(dǎo)磁材料制成，內(nèi)表面襯掛絕緣襯里。當(dāng)導(dǎo)電的流體在導(dǎo)管內(nèi)流動時(shí)，導(dǎo)電流體切割磁力線，因而在與磁場及流動方向垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如安裝一對電極，則電極間產(chǎn)生和流速成比例的電位差。

式中: K =4Bmax / ( D·π) ·sinωt。

當(dāng)管道直徑 D 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 不變時(shí)，感應(yīng)電勢 Ex 與體積流量 qv 成線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極，就可引出感應(yīng)電勢 Ex ，測量此電勢，就可求得流量 qv 。

2.電磁流量計(jì)的安裝要求

選擇正確的安裝點(diǎn)和安裝方法是使用好電磁流量計(jì)的關(guān)鍵，若安裝失誤，不但會影響測量精度，還會影響流量計(jì)的使用壽命，甚至?xí)p壞流量計(jì)。

2． 1 直管段要求

為保證電磁流量計(jì)的測量精度，儀表所在的上下游管段內(nèi)壁應(yīng)清潔，無明顯凹痕、積垢和起皮等現(xiàn)象。流量計(jì)安裝位置上下游直管段一般遵循前十后五原則，要求前直管段不小于 10 D，后直管段不小于 5 D; 若在上游管段處有其他化學(xué)物質(zhì)注入的情況下，極易導(dǎo)致電導(dǎo)率的不均勻性，流量計(jì)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離主入口至少 20 D 處( 如圖 1) ; 若電磁流量計(jì)上下游采用異徑管時(shí)，異徑管中心錐角 α 應(yīng)小于 15°( 如圖 2) 。

2． 2 安裝注意事項(xiàng)

( 1) 電磁流量計(jì)表體上的箭頭所指方向?yàn)榱黧w的正方向。

( 2) 傳感器盡量避免在架空的非常長的管道上安裝傳感器，若不得已安裝時(shí)，必須在傳感器上下游2D 處分別設(shè)置管道緊固裝置，以防止較大的震動; 

( 3) 測量電極的軸線近似于水平方向( 如圖 3) 。

( 4) 傳感器應(yīng)安裝于管內(nèi)任何時(shí)候均充滿流體的地方，以免在管內(nèi)無液體時(shí)出現(xiàn)指針不在零位的錯(cuò)覺。一般傳感器的安裝方向不限，以流體流過電極不形成氣泡造為原則。

( 5) 測量固液兩相流體時(shí)，傳感器***好垂直安裝，且流體自下而上流動。這樣能避免水平安裝時(shí)襯里下半部分磨損嚴(yán)重。

( 6) 安裝在工藝不允許流量中斷的管道時(shí)，應(yīng)考慮儀表的清洗和維護(hù)，應(yīng)安裝旁通管道( 如圖 4) 。

( 7) 應(yīng)在傳感器的下游安裝控制閥和切斷閥，不應(yīng)安裝在上游。

( 8) 流量計(jì)不能安裝在泵的進(jìn)口處，應(yīng)安裝在泵的出口處。

( 9) 在電磁流量計(jì)的附近加負(fù)壓防止閥，打開閥門，以防止傳感器內(nèi)形成負(fù)壓，以導(dǎo)致襯里與金屬導(dǎo)管剝離，引起電極泄露。

( 10) 管道內(nèi)徑應(yīng)與表體內(nèi)徑保持一致，以避免由節(jié)流產(chǎn)生漩渦流現(xiàn)象。安裝環(huán)境應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場設(shè)備以防干擾，應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)避免陽光直射處，不宜在潮濕、易積水的地方。

( 11) 安裝聚四氟乙烯襯里的流量計(jì)時(shí)，連接兩個(gè)法蘭的螺栓在擰緊時(shí)應(yīng)注意均勻用力，否則容易壓壞聚四氟乙烯襯里，***好應(yīng)力矩扳手。

( 12) 當(dāng)管道內(nèi)流速偏低，工藝流量又較穩(wěn)定，為滿足儀表對流速范圍的要求，在儀表部分局部提報(bào)流速，可選擇流量計(jì)口徑小于工藝管道，并在流量計(jì)的前后加接異徑管。為了在安裝異徑管后不過多影響流場分布，不影響電磁流量計(jì)的精度，要求異徑管的中心錐角 α 不大于 15°，越小越好。這樣可把異徑管視為直管段的一部分。

2． 3 儀表接地

傳感器的信號較微弱，一般為 2． 5 mV ～ 8 mV，尤其是當(dāng)流量很小時(shí)，只有幾微伏，因而在使用時(shí)要特別注意外來干擾對其測量精度的影響。所以安裝時(shí)傳感器的外殼、屏蔽線、測量導(dǎo)線、傳感器兩端的管道均需接至單設(shè)的接地點(diǎn)，以免因電位不等而引入附加干擾，同時(shí)避免附近有大電機(jī)、大變壓器等磁源的干擾。下面簡單介紹接地環(huán)接地方法。

( 1) 傳感器在金屬管道上安裝( 金屬管道內(nèi)壁沒有絕緣層) ，如圖 5。

( 2) 傳感器在塑料管道上或在絕緣襯里的管道上安裝時(shí)，如圖 6，傳感器兩端必須安裝接地環(huán)或接地法蘭。使管內(nèi)流動的被測介質(zhì)與大地短路，具有零電位，否則電磁流量計(jì)無法正常工作。

( 3) 傳感器在陰極保護(hù)管道上安裝時(shí)，必須在傳感器的兩端安裝接地環(huán)( 或接地法蘭) 。因?yàn)橛嘘帢O保護(hù)的管道和地之間有一定的電位差，因此被測介質(zhì)有很高的共模接地電位，所以傳感器必須使用接地環(huán)，否則電磁流量計(jì)無法正常工作。

( 4) 接地環(huán)接地要注意的問題，一是接地環(huán)要裝在流量計(jì)的兩側(cè)端面上，它們必須與連接管道的法蘭絕緣; 二是儀表兩側(cè)連接管的法蘭應(yīng)該用截面積為 16 mm2 的銅導(dǎo)線繞過傳感器相連，使陰極保護(hù)電位與流量計(jì)之間的隔離; 三是法蘭連接螺栓必

須絕緣，應(yīng)使用絕緣材料制造的襯套和墊圈。

3.電磁流量計(jì)的使用維護(hù)

( 1) 電磁流量計(jì)在正式運(yùn)行前，接通電源后應(yīng)在傳感器充滿介質(zhì)的靜止?fàn)顟B(tài)下調(diào)零。

( 2) 使用電源時(shí)，傳感器的二次表需使用同一相線，以免檢測和反饋信號相位 120°，造成儀表無法正常工作。

( 3) 傳感器管內(nèi)壁沉積垢層要定期清理，以防電極短路，尤其被測介質(zhì)是海水、原水等，在管壁上容易沉積污垢。因此要求對流量計(jì)進(jìn)行清洗，特別是在電極區(qū)域內(nèi)。周期一般為 1 a，根據(jù)儀表使用情況而定。始終保持儀表的導(dǎo)管內(nèi)絕緣襯里良好狀態(tài)，以免酸、堿、鹽等腐蝕，導(dǎo)致儀表無法檢測。在大口徑流量計(jì)附近的管道上增設(shè)人工孔，管道排空時(shí)，以便清洗人員通過人工孔進(jìn)入流量計(jì)清洗。

( 4) 當(dāng)傳感器接地不良時(shí)，電磁流量計(jì)的抗電磁干擾能力會明顯下降，需定期檢查接地是否良好。

( 5) 當(dāng)信號電纜破損時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換，若無條件更換電纜，須做好破損處接頭處理。在接頭處焊接好，并做好絕緣防潮工作，以避免信號線絕緣下降而影響流量計(jì)的工作。

4.結(jié)束語

由于電磁流量計(jì)可檢測腐蝕性或含有顆粒、懸浮物液體流量且壓力損失小的特點(diǎn)，被化工行業(yè)廣泛應(yīng)用于物料流量的計(jì)量和生產(chǎn)過程控制中，掌握電磁流量計(jì)正確的安裝和使用方法可延長其使用壽命，為化工生產(chǎn)提供計(jì)量保證。