电磁流量计阅读：2413

　　仅需对仪表作周期性直观检查，检查仪表周围环境，扫除尘垢，确保不进水和其他物质，检查接线是否良好，检查仪表附近有否新装强电磁场设备或有新装电线横跨仪表。若是测量介质容易沾污电极或在测量管壁内沉淀、结垢、应定期作清垢、清洗。
　　故障查找
　　流量计开始投运或正常投运一段时间后发现仪表工作不正常，应首先检查流量计外部情况，如电源是否良好、管道是否泄露或处于非满管状态、管道内是否有气泡、信号电缆是否损坏、转换器输出信号（即后位仪表输入回路）是否开路。切记盲目拆修流量计。
　　传感器检查
　　测试设备：500MΩ绝缘电阻测试仪一台，万用表一只。
　　测试步骤：
　　（1）在管道充满介质的情况下，用万用表测量接线端子A、B与C之间的电阻值，A-C、B-C之间的阻值应大至相等。若差异在1倍以上，可能是电极出现渗漏、测量管外壁或接线盒内有冷凝水吸附。
　　（2） 在衬里干燥情况下，用MΩ表测A-C、B-C之间的绝缘电阻（应大于200MΩ）。再用万用表测量端子A、B与测量管内二只电极的电阻（应呈短路连通状态）。若绝缘电阻很小，说明电极渗漏，应将整套流量计返厂维修。若绝缘有所下降但仍有50MΩ以上且步骤（1）的检查结果正常，则可能是测量管外壁受潮，可用热风机对外壳内部进行烘干。
　　（3） 用万用表测量X、Y之间的电阻，若超过200Ω，则励磁线圈及其引出线可能开路或接触不良。拆下端子板检查。
　　（4） 检查X、Y与C之间的绝缘电阻，应在200MΩ以上，若有所下降，用热风对外壳内部进行烘干处理。实际运行时，线圈绝缘性下降将导致测量误差增大、仪表输出信号不稳定。
　　（5） 如判定传感器有故障，请与电磁流量计生产厂家联系，一般现场无法解决，需到厂家维修。
　　转换器检查
　　如判定是转换器故障，经检查外部原因没问题的情况下，请与电磁流量计生产厂家联系，厂家一般会采取更换线路板的方式解决。
　　电极的维护
　　1.在使用电磁流量计之前，要先用标准的PH值溶液来标定电磁流量计。标定之后在操作之前，大家一定要注意先用蒸馏水把电磁流量计的电极清洗一遍，然后再用测液清洗再一次清洗电极。
　　2.如果不使用电磁流量计，要取下电磁流量计电极的时候，大家要注意不要让电极的触感器与硬物碰撞了，否则只要是出现损伤都会影响到电极的使用的。
　　3.使用电磁流量计结束之后，大家要把电磁流量计的电极套给套上，里面少放一些饱和溶液，只要保证电极的球泡是湿润的就可以了，但是记住不要放在蒸馏水中浸泡。
　　4.平常要注意电极保持干净，不要让它的两边输出出现了短路的情况，不然的话会使得测量不准确，影响电磁流量计的使用的。
　　其实，维护电磁流量计电极的方法还有很多，大家在使用过程中要多加注意，不要因为自己一点小小的疏忽造成了电磁流量计日后无法正常使用。
　　故障分析
　　1．调试期故障
　　调试期故障一般出现在仪表安装调试阶段，一经排除，在以后相同条件下不会再出现。常见的调试期故障通常由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起。
　　1. 安装方面
　　通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系点；或安装在自上而下的垂直管上，可能出现排空；或传感器后无背压，流体直接排入大气而形成测量管内非满管。
　　1. 环境方面
　　通常主要是管道杂散电流干扰，空间强电磁波干扰，大型电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护就可获得满意结果，但如遇到强大的杂散电流(如电解车间管道，有时在两电极上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V)，尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入，通常采用单层或多层屏蔽予以保护。
　　1. 流体方面
　　被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作，但随着气泡的增大，仪
　　表输出信号会出现波动，若气泡大到足以遮盖整个电极表面时，随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动。
　　低频方波励磁的电磁流量计测量固体含量过多浆液时，也将产生浆液噪声，使输出信号产生波动。
　　测量混合介质时，如果在混合未均匀前就进入流量传感进行测量，也将使输出信号产生波动。
　　电极材料与被测介质选配不当，也将由于化学作用或极化现象而影响正常测量。应根据仪表选用或有关手册正确选配电极材料。
　　1. 运行期故障
　　运行期故障是电磁流量计经调试并正常运行一段时期后出现的故障，常见的运行期故障基本由流量传感器内壁附着层、雷电打击和环境条件变化等因素引起。
　　1. 传感器内壁附着层
　　由于电磁流量计常用来测量脏污流体，运行一段时间后，常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。若附着物为绝缘层，则电极回路将出现断路，仪表不能正常工作；若附着层电导率显著高于流体电导率，则电极回路将出现短路，
　　仪表也不能正常工作。所以，应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。
　　1. 雷电打击
　　雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流，使仪表损坏。它主要通过电源线或或者励磁线圈或者传感器与转换器之间的流量信号线等相关途径引入，尤其是从控制室电源线引入占绝大部分。
　　1. 环境条件变化
　　在调试期间由于环境条件尚好(例如没有干扰源)，流量计工作正常，此时往往容易疏忽安装条件(例如接地并不怎么良好)。在这种情况下，一旦环境条件变化，运行期间出现新的干扰源(如在流量计附近管道上进行电焊，附近安装上大型变压器等)，就会干扰仪表的正常工作，流量计的输出输出信号就会出现波动。
　　常见故障
　　典型故障诊断及处理
　　1. 无流量输出。检查电源部分是否存在故障，测试电源电压是否正常；测试保险丝通断；检查传感器箭头是否与流体流向一致，如不一致调换传感器安装方向；检查传感器是否充满流体，如没有充满流体，更换管道或垂直安装。
　　2. 信号越来越小或突然下降。测试两电极间绝缘是否破坏或被短路，两电极间电阻值正常在(70～100)Ω之间；测量管内壁可能沉积污垢，应清洗和擦拭电极，切勿划伤内衬。测量管衬里是否破坏，如破坏应予以更换。
　　3. 零点不稳定，检查介质是否充满测量管及介质中是否存在气泡，如有气泡可在上游加装消气器，如水平安装可改成垂直安装；检查仪表接地是否完好，如不好，应进行三级接地(接地电阻≤100Ω)；检查介质电导率应不小于5μs/cm；检查介质是否淤积于测量管中，清除时注意不要将内衬划伤。
　　4. 流量指示值与实际值不符。检查传感器中的流体是否充满管，有无气泡，如有气泡可在上游加装消气器；检查各接地情况是否良好；检查流量计上游是否有阀，如有，移至下游或使之全开；检查转换器量程设定是否正确，如不对，重新设定正确量程。
　　5. 示值在某一区间波动。检查环境条件是否发生变化，如出现新干扰源及其他影响仪表正常工作的磁源或震动等，应及时清除干扰或将流量计移位；检查测试信号电缆，用绝缘胶带进行端部处理，使导线、内屏蔽层、外屏蔽层、壳体之间不相互接触。
　　选用电磁流量计测量流量的流体必须是导电的，因此不导电的气体、蒸汽、油类、丙铜等物质不能选用电磁流量计测量流量。
　　运行故障
　　经初期调试并正常运行一段时期后在运行期间出现的故障，常见故障原因有：流量传感器内壁附着层，雷电击，环境条件变化。
　　1、内壁附着层
　　由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近，仪表还能正常输出信号，只是改变流通面积，形成测量误差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路；若是绝缘性附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。
　　2、雷电击
　　雷电击在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流，进入仪表就会损坏仪表。雷电击损仪表有3条引入途径：电源线，传感器勺转换器间的流量信号线和激磁线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析，引起故障的感应高电压和浪涌电流大部分足从控制室电源线路引入的，其他两条途径较少。还从发生雷击事故现场了解到，不仅电磁流量计出现故障，控制室中其他仪表电常常同时出现雷击事故。因此使用单位要认识设置控制室仪表电源线防雷设施的重要性。现任已有若于设计单位队识和探索解决这一问题，如齐鲁石化设计院[1]。
　　3、环境条件变化
　　主要原因同上节调试期故障环境方面，只是干扰源不在调试期出现而在运行期间再介入的。例如一台接地保护并不理想的电磁流量计，调试期因无厂扰源，仪表运行正常，然而在运行期出现新干扰源（例如测量点附近管道或较远处实施管道电焊）干扰仪表正常运行，出现输出信号大幅度波动。
　　维护案例
　　电磁流量计的维护
　　1、传感器检查
　　测试设备：500MΩ绝缘电阻测试仪一台，万用表一只。
　　2、转换器检查
　　电磁流量计如判定是转换器故障，经检查外部原因没问题的情况下，请与生产厂家联系一般会采取更换线路板的方式解决。
　　电磁流量计测量低电导率介质之实践
　　电磁流量计是用来测量电导率大于5μs/cm的导电性的液体介质的体积流量，电磁流量计测量原理主要是依据法拉第电磁感应定律，即当流体通过测量管，将切割磁力线感应出电动势。电动势正比于磁通量密度，测量管内径与平均流速的乘积，电动势（流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器，然而当测量微弱的电导率介质时，电动势就很难被感应出，通过现场实践操作方法，我们特雷默克总结出以下几点供参考：
　　首先是要确定被测量介质是否具有电导率；
　　其次是在电磁流量计安装上要严格按照产品使用说明书进行安装；
　　再次是在电磁流量计进行调试时将电磁流量计转换器内空管报警这一参数关闭后就可以顺利地检测出电动势。
　　电磁流量计口径的计算确定方法：
　　电磁流量计主要用于测量封闭管道内导电性的液体的体积流量，电磁流量计规定流体的最小流速不低于0.5m/s，正常在2~4m/s，不高于8m/s，因此我们在选择电磁流量计的口径时要充分考虑到在保证电磁流量计的测量精度下，选择合适的管道尺寸，那么如何确定电磁流量计的口径呢？下面我来简单介绍一下电磁流量计的口径如何确定？
　　本人假设现在有500m?的一池水要求在4个小时内用水泵将其排净，怎么来确定要采用多大口径的管道呢？通过上面要求的参数可以确定流量计的流量范围是：500m?除以4小时就是125m?/h 。通过流量可以计算管道口径的大概范围，即：πr?×流速（0.5~8m/s）=125m?/h,通过计算知道要抽完125m?/h的水，其口径范围在0.075m~0.2975m即DN80~DN300之间，再考虑到电磁流量计的精度要求，选流速2~4m/s为，通过计算其口径在0.105m~0.149m，即DN100~DN150，考虑到投资等各方面因素，本人就可以确定选DN100的较适合。
　　插入式电磁流量计安装步骤
　　1. 插入式电磁流量计要求用户管道应为水平设置，传感器前至少有5DN、其后至少应有3DN的直管段。流量调节阀应位于传感器下游3DN以外。管道应明显振动，管道内壁应无明显凹凸不平。
　　2. 先在管道测量点处正上方开一个Ф60-62mm的孔，要求圆孔四周边缘光洁，无毛刺和气割瘤疤等。
　　3. 将安装件从传感器上拧下来并可靠地焊接在上述开孔处，要求：使安装件下端与管道内面齐平并且保证不漏
　　4. 松开传感器的3个锁紧螺钉将检测杆及检测头整体抽出待后面安装。（注意：用户不得打开检测头与插入杆的连接）
　　5. 在安装件的上端螺纹处缠以麻丝铅油或缠以四氟生胶带后将球阀连同密封剂锁紧机构拧紧在上面。
　　6. 将检测杆从上方慢慢地再插入进去，将锁紧螺母稍稍加力拧紧，压下插入杆测量L2与记录L2尺寸相同，安装就完成了。
　　影响因素和选型注意事项
　　一、各种介质对测量的影响
　　⑴ 流速分布的影响由流体力学知道，液体在管道内流动时，管道横截面上各点的流速是不相等的，但不管是层流还是紊流，经一定距离的直管段后，流速分速即可成为轴对称分布，流速在管轴中心处为，在管壁处为零，其平均流速为V—，只要流速分布相对测量管中心轴为对称的，则在电极上产生的感应电动势大小与各点的流速分布状态无关，而只是与被测液体的平均流速成正比。因此，流速分布为轴对称是均匀磁场型电磁流量计必须满足的工作条件之一。假如流速分布相对管中心轴为非对称时，虽然总的流量相同，但在电极附近感应电动势大，所以测得的信号比实际流量值大。相反，在与电极成90°的地方感应电动势小所得的信号比实际流量值小，造成测量误差。因此，为了使流速度分布轴对称，流量计前加直管段是必要的。
　　⑵ 磁场边缘效应对测量的影响 若假定沿流体的流动方向上磁场始终是均匀的，实际上，这意味着沿管轴方向上的磁场为无限长而实际流量计的磁场是有限长的所以就必须考虑有限长磁场产生的边缘效应对测量的影响。假定管壁是绝缘的，电极附近磁场大致是均匀的，两端则逐渐减弱，形成不均匀的边缘，下降为零。这样，使得液体内部电场E也不均匀，将产生涡电流。由涡电流所产生的二次磁通反过来改变磁场边缘部分的工作磁通使磁场的均匀性进一步遭到破坏。这时，在电极上测得的感应电动势与无限长磁场下的感应电动势大小不一样，产生了误差。假如管壁是导电的，由于导电管壁的短路作用，磁场边缘效应就会更加明显，随着管壁导电率和壁厚的变化，这种影响也将更见明显，从而导致电极上感应电动势的损失增加。对电磁流量计来说，测量管壁绝缘是非常必要的，所以管壁通常要涂上绝缘层。若被测介质中含有导磁性物质，磁场边缘效应就更复杂。由于导磁物质的存在，使磁场发生严重畸变，造成测量的非线性。所以对于所测液体中含有液态金属的，一般采用直流励磁以减少磁场边缘效应。
　　⑶ 被测介质电导率的影响 ，电磁流量计转换器的输入阻抗已有所提高测量导电性液体时，一般不会因介质电导率稍有变化而引起误差，但对于一定的转换器输入阻抗，被测介质的电导率有一个下限值，不能低于该下限值。被测介质的电导率太大也是不允许的。例如当电导率超过10-1S/cm左右时，就会降低流量信号，改变指示值，即指示流量值小于实际流量值。当被测介质的电导率很大时，外电路的电阻较小，这时不管转换器的输入阻抗有多高，并联的结果将取决于这部分液体外电路从而减小变送器与转换器之间的传输精度。所以，对一个电磁流量计来说，测量不受介质电导率影响是有一定范围的，被测介质电导率既不能太大，也不能太小。假如介质的电导率极高，磁场边缘区将产生很大的涡电流，引起二次磁通，使工作磁场边缘区域两侧的磁场分别被削弱和增强。所以测电导率高的介质不宜用交流励磁，而应用直流激磁。随着电子技术的发展，转换器输入阻抗的提高，必将可以降低被测介质电导率的下限。
　　三、流量传感器的选用 电磁流量计电极材料的选用电极材料与被测介质选配不当，将由于化学作用或极化现象而影响正常测量，应根据被测介质的腐蚀性选择电极材料。 根据被测介质的腐蚀性、磨损性和温度选择电磁流量计内衬材料。尽量选择有防雷击功能的电磁流量计。
　　四、流量传感器安装
　　1、对安装场所的要求。 
　　1）、测量混合相流体时，选择不会引起相分离的场所，测量双组分液体时，避免装在混合尚未均匀的下游，测量化学反应管道时，要装在反应充分完成段。
　　2）、尽可能避免测量管内变成负压。
　　3）、选择震动小的场所，特别对一体型仪表。
　　4）、避免附近有大电机、大变压器等，以免引起电磁场干扰。
　　5）、易于实现传感器单独接地的场所。
　　6）、尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体。
　　7）、环境温度在-25-60℃范围内，环境相对湿度在10%-9O%范围内，尽可能避免阳光直射。 
　　8）、液体应具有测量所需的电导率，并要求电导率分布大体上均匀。因此流量传感器安装要避开容易产生电导率不均匀场所，例如其上游附近加入药液，加液点位于传感器下游。
　　2 、直管段长度要求，电磁流量计对前后直管段要求比较低，对于90o弯管、T形三通、同心异径管、全开闸阀后通常只要离电极中心线，不是传感器进口端连接面>5倍直径长度的直管段，不同开度的阀则需1OD，下游直管段为3D。测量不同介质的混合液体时，混合点与流量计之间的距离最少要大于30D.
　　3、安装位置和流动方向，传感器安装方向水平、垂直或倾斜均可，不受限制。但测量固、液两相流体垂直安装，自下而上流动。这样能避免水平安装时衬里下半部局部磨损严重，低流速时固相沉淀等缺点。水平安装时要使电极轴线平行于地平线，防止由于液体中偶存气泡擦过遮住电极表面造成绝缘也可防止底部的电极被沉积物覆盖。垂直安装时，应使流动方向向上，这样可以使无流量或小流量时，流体中夹杂的较重固态颗粒下沉，而较轻的肢肪类物质上升离开流量计的传感器电极区。
　　4 、接地 传感器必须单独接地，接地电阻100Ω以下。分离型原则上接地应在传感器一侧，转换器接地应在同一接地点。

　　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，如1.0级、0.5级，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量，无需做精确控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式电磁流量计。
　　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。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否 在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而提 高管内流速，得到满意测量结果。
　　3、尽量避开铁磁性物体及具有强电磁场的设备，以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信号。
　　4、应尽量安装在干燥通风之处，避免日晒雨淋，环境温度应在-20～+60℃，相对湿度小于85%。
　　5、流量计周围应有充裕的空间，便于检测与维修。

　　智能电磁流量计采用带背光宽温点阵型液晶显示器，所有显示都是中文，功能多而实用，特别方便使用者操作，减少不必要的麻烦和错误。
　　交货快，成本低，维修方便。
　　电磁流量计如何抗干扰？
　　在测量纸浆/矿浆等大干扰信号应用时，选用8707高信号流量管，可以提高信号强度
　　智能电磁流量计AFLD是采用全智能化原理设计的，与原来国内一些企业生产的老式或假式智能化的电磁流量计在计量精度，功能，可靠性以及使用寿命上有非常大区别。
　　电磁流量计的使用寿命应该是在10-20年以上，所以我们在设计时就充分考虑厂到这一点，从传感器到转换器的每一个细节我们都非常仔细，从设计，选材，工艺，生产，测试等每一个环节我们都非常讲究，自行设计定制国内目前的专用与电磁流量计的生产流水线，切实保证产品的长期质量。
　　插入式电磁流量计由插入式电磁流量传感器(简称传感器）和电磁流量转换器(简称转换器）配套组成(简称流量计)。是用来测量管道内各种导电液体体积流量的仪表。插入式电磁流量计用来测量自来水、钢铁、石油、化工、电力、工业、水利等部门的导电流体流量，亦可测量酸、碱、盐等腐蚀性导电液体。

　　电磁流量计测量范围度大，通常为20：1~50：1，可选流量范围宽；电磁流量计的口径范围比其它品种流量仪表宽，从几毫米到3米；可测量正反双向流量，也可测脉动流量，只要脉动频率低于激磁频率很多；仪表输出本质上是线性的；易于选择与流体接触件的材料品种，可应用于腐蚀性流体等优点。由于电磁流量计测量含有悬浮固体或污脏体的机会远比其他流量仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。　若附着层电导率与液体电导率相近，仪表还能正常输出信号，只是改变流通面积，形成测量误差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路；若是绝缘性附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。

　　准确度等级
　　流量计在规定的流量范围内准确度等级、允许误差应符合表1的规定。流量计误差表示使用相对示值误差。
　　准确度等级和允许误差

　　引用误差
　　对于用于瞬时流量指示的流量计误差表示也可使用引用误差，其允许误差系列应符合表1规定，其检定结果的标书中不再给出准确等级，而使用其允许误差表示，且还应在允许误差后标注FS，如±0.5%FS。
　　在一台流量计的一次检定中，应按照准确度等级和引用误差之中的一种给出流量计误差表示方法；对于使用相对示值误差和引用误差组合表示误差的流量计，一次检定中也应统一使用一种方法表示其误差。
　　重复性
　　流量计的重复性不得超过相应准确度等级规定的允许误差值的1/3。

　　电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小，可测流量范围大。流量与最小流量的比值一般为20：1以上，适用的工业管径范围宽，可达3m，输出信号和被测流量成线性，精确度较高，可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。
　　当导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定，感应电势的大小由下式确定：
　　Ex=BDv－－－－－－－－－－－－－－－－-式（1）
　　式中Ex—感应电势，V；
　　B—磁感应强度，T
　　D—管道内径，m
　　v—液体的平均流速，m/s
　　然而体积流量qv等于流体的流速v与管道截面积（πD?）/4的乘积，将式（1）代入该式得：
　　Qv=(πD/4B)* Ex －－－－－－－－-式（2）
　　由上式可知，在管道直径D己定且保持磁感应强度B不变时，被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极，就可引入感应电势Ex，测量此电势的大小，就可求得体积流量。
　　据法拉第电磁感应原理，在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极，当导电液体沿测量管轴线运动时，导电液体切割磁力线产生感应电势，此感应电势由两个检测电极检出，数值大小与流速成正比例，其值为：
　　E=B·V·D·K
　　式中： E－感应电势；
　　K－与磁场分布及轴向长度有关的系数；
　　B－磁感应强度；
　　V－导电液体平均流速；
　　D－电极间距；（测量管内直径）
　　传感器将感应电势E作为流量信号，传送到转换器，经放大，变换滤波等信号处理后，用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA输出，报警输出及频率输出，并设有RS－485等通讯接口，并支持HART和MODBUS协议。
　　注：不同电磁流量计参数略有差异，使用时请务必查看说明书。
　　根据法拉第电磁感应定律，在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速v流动时，导电流体就切割磁力线.如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极则可以证明，只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间产生感生电动势：
　　e=KBDv (3-36)
　　式中，v为管道截面上的平均流速，k为仪表常数。由此可得管道的体积流量为：
　　qv= πeD/4KB (3-37)
　　由上式可见，体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系，与磁场的磁感应强度B成反比，与其它物理参数无关。这就是电磁流量计的测量原理。
　　需要说明的是，要使式(3—37)严格成立，必须使电磁流量计测量条件满足下列假定：
　　①磁场是均匀分布的恒定磁场;
　　②被测流体的流速轴对称分布;
　　③被测液体是非磁性的;
　　④被测液体的电导率均匀且各向同性。

　　方法
　　电磁流量计简单说是由流量传感器变送器组成的。电磁流量计的安装要求是一定要安装在管路的点或者管路的垂直段，但是一定是在满管的情况下，对直管段要求是前5D后3D，这样才能保证电磁流量计的使用和对精度的要求。
　　电磁流量计的测量原理不依赖流量的特性，如果管路内有一定的湍流与漩涡产生在非测量区内（如：弯头、切向限流或上游有半开的截止阀）则与测量无关。如果在测量区内有稳态的涡流则会影响测量的稳定性和测量的精度，这时则应采取一些措施以稳定流速分布：
　　1. 增加前后直管段的长度
　　2. 采用一个流量稳定器
　　3. 减少测量点的截面。
　　1．对外部环境的要求
　　1．1．流量计应避免安装在温度变化很大或受到设备高温辐射的场所，若必须安装时，须有隔热、通风的措施。
　　1．2．流量计安装在室内，若必须安装于室外，应避免雨水淋浇，积水受淹及太阳暴晒，须有防潮和防晒措施。
　　1．3．流量计应避免安装在含有腐蚀性气体的环境中，必须安装时，须有通风措施。
　　1．4．为了安装、维护、保养方便，在流量计周围需有充裕的安装空间。
　　1．5．流量计安装场所应避免有磁场及强振动源，如管道振动大，在流量计两边应有固定管道的支座。
　　1. 2. 管道式电磁流量计
　　2．1．对直段的要求
　　为了改善涡流与流场畸变的影响，流量计安装的前、后直管段长度有一定要求，否则会影响测量精度（也可安装整流器，尽量避免在靠近调节阀和半开阀门之后安装）。
　　2．2．对工艺管的要求
　　流量计对安装点的上、下游工艺管有一定的要求，否则影响测量精度。
　　a．上、下游工艺管的内径与传感器的内径相同，并应满足：0.98DN≤D≤1.05DN（式中DN：传感器内径，D：工艺管内径）
　　b．工艺管与传感器必须同心，同轴偏差应不大于0.05DN
　　2．3．旁通管的要求
　　为了方便检修流量计，为流量计安装旁通管，另外，对重污染流体及流量计需清而流体不能停止的，必须安装旁通管。
　　a．方便流量计的检修
　　b．对重污染流体必须安装
　　c．流体不能停止而流量计需清洗
　　3．插入式电磁流量计安装要求
　　3．1．对直管段的要求
　　入口/出口直管段：入口应≥10×DN；出口应≥5×DN
　　3．2．对接地点要求
　　为了使仪表可靠的工作，提高测量精度，不受外界寄生电势的干扰/传感器应有良好的接地，接地电阻小于10.（若金属管道接地良好时，无须专设接地装置）3．3 对安装位置要求如图所示
　　插入电磁流量计根据现场管路情况不一，不加装球阀的流量计，应在不带压倒管路上安装（即不带压安装可选择不加装球阀的流量计），在管道上开孔直径50，准备把连接焊管焊接在管道的开孔上；对于要求不断流装卸或不允许介质溢出的场合，须加装球阀，即选择带球阀结构的插入式电磁流量计；在管道上开孔直径50，准备把连接焊管焊接在管道的开孔上。
　　插入式电磁流量计选型
　　测量范围 :　推荐使用范围： 0.5m/s～10m/s连续可调 。使用范围：0.2m/s～15m/s连续可调
　　信号输出：1、开关量可设为： 脉冲输出（1000HZ）；高 /低流量报警；空管报警；流量方向示意；
　　故障报警；2、电流输出：4-20mA输出
　　组态方式：1、通过三个手动键现场组态。 2、通过遥控器现场组态。 3、通过手操器进行现场组态。
　　记忆：EEPROM不会消失之记忆体，无需电池保存。
　　说明
　　电磁流量计广泛应用于污水，氟化工，生产用水，自来水行业以及医药，钢铁等等诸多方面。由于原理决定了它只能测导电液体。虽说它在可靠性和稳定性方面都比其它种类的流量计要好许多，但客户在实际使用过程中，还是会发生一些问题，下面我就电磁流量计在选型和安装上详细说一下：
　　一，和其它流量计一样，虽然电磁流量计它的测量范围比是30：1，比涡街流量计和差压式流量计都要高，但也是有限制的，许多客户定表时，常常把它和水表相比较，以为可以测量很低的流速，一般情况下，它只能测0.1m/s.低于此流速电磁流量计就很难正确测量。所以定货初期对流量范围比要搞清楚。定货时不能按原先管道口径来定货，按你实际流量来定仪表口径。
　　二，和其它流量计一样，电磁流量计对安装前后直管道也有要求，只不过比其它类流量计要求更低，但最关健一点要满足：就是满管，再满管。不满管的情况下容易引起流量计乱跳：
　　三，和其它流量计一样，电磁流量计也有防护等级，一般一体式的防护等级为IP65，分体式的为IP68(针对传感器而言)，如果客户对仪表安装环境有要求，安装地点在地下阴井或其它一些潮湿的地方，建议客户选用分体式的。以免选错对仪表造成损害。
　　四，电磁流量计可以测腐蚀性液体，但定货初期客户要正确提供其它测量介质属性，以免选型时对电极选型上的错误，导致传感器在后期使用过程中报废，给客户带来不便和经济上的损失。
　　五，电磁流量计虽说可靠性比较好，一般情况下不会损坏，但由于其原理决定，传感器电极表面一直和液体接触，时间久了，电极表面比较容易受污染。所以电磁流量计一般情况下，客户有条件拆的情况下，建议一年到一年半之间拆出来清洗一次电极以保证流量计整机的测量精度。任何仪器仪表都是需要“保养”的，电磁流量计也不例外。
　　六，在主管线是垂直管线时，一般情况下，要求水流是自下而上，尽量不要自上而下。后者容易引起流量波动比较大。安装除了满管以外，这点也是很重要的，其次就是前后直管道的距离了。
　　选择便于维修，活动方便的地方。流量计应安装在水泵后端，决不能在抽吸侧安装；阀门应安装在流量下游侧。

　　结构
　　电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。
　　磁路系统：其作用是产生均匀的直流或交流磁场。直流磁路用磁铁来实现，其优点是结构比较简单，受交流磁场的干扰较小，但它易使通过测量导管内的电解质液体极化，使正电极被负离子包围，负电极被正离子包围，即电极的极化现象，并导致两电极之间内阻增大，因而严重影响仪表正常工作。当管道直径较大时，磁铁相应也很大，笨重且不经济，所以电磁流量计一般采用交变磁场，且是50HZ工频电源激励产生的。
　　测量导管：其作用是让被测导电性液体通过。为了使磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路，测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成，可选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、铝等。
　　电极：其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。电极一般用非导磁的不锈钢制成，且被要求与衬里齐平，以便流体通过时不受阻碍。它的安装位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆积在其上面而影响测量精度。
　　外壳：应用铁磁材料制成，是分配制度励磁线圈的外罩，并隔离外磁场的干扰。
　　衬里：在测量导管的内侧及法兰密封面上，有一层完整的电绝缘衬里。它直接接触被测液体，其作用是增加测量导管的耐腐蚀性，防止感应电势被金属测量导管管壁短路。衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
　　转换器：由液体流动产生的感应电势信号十分微弱，受各种干扰因素的影响很大，转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。其任务是把电极检测到的感应电势信号Ex经放大转换成统一的标准直流信号。
　　特点
　　1、测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响；
　　2、测量管内无阻碍流动部件，无压损，直管段要求较低。对浆液测量有独特的适应性；
　　3、合理选择传感器衬里和电极材料，即具有良好的耐腐蚀和耐磨损性；
　　4、转换器采用新颖励磁方式，功耗低、零点稳定、精确度高。流量范围度可达150：1；
　　5、转换器可与传感器组成一体型或分离型；
　　6、转换器采用16位高性能微处理器，2x16LCD显示，参数设定方便，编程可靠；
　　7、流量计为双向测量系统，内装三个积算器：正向总量、反向总量及差值总量；可显示正、反流量，并具有多种输出：电流、脉冲、数字通讯、HART；
　　8、转换器采用表面安装技术(SMT)，具有自检和自诊断功能；
　　9、测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度高。
　　10、测量管道内无阻流件，因此没有附加的压力损失；测量管道内无可动部件，因此传感器寿命极长。
　　11、由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的，是管道载面上的平均值，因此传感器所需的直管段较短，长度为5倍的管道直径。
　　12、转换器采用国际的单片机（MCU）和表面贴装技术（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零点稳定，参数设定方便。点击中文显示LCD，显示累积流量，瞬时流量、流速、流量百分比等。
　　13、双向测量系统，可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺和优质材料，确保产品的性能在长时候内保持稳定。
　　分类
　　按照外加磁场类型的不同，电磁流量计主要有直流式和感应式两种。直流式电磁流旱计（图2）的外加恒下磁场B垂直于管轴，C、D处装有两个电极，用来测量流体横越磁场时所感生的电动势U。流量Q可用下式求出：
　　式中A为管道横截面积；d为管道直径；k为修正系数，用来修正导出公式时未计及的因素（如流量计管道内的流速事实上并不均匀）的影响。在常的流量计中，k约为0.8，但对于特定尺寸、用于特定工况的电磁流量计，则要用容积法（一定时间内流过的容积）标定k值。磁场可由磁铁产生，磁铁材料一般是铝－镍－钴合金。流量大时，因管径较大，故采用无铁芯激磁绕组，通以它常直流电流来产生一个近似均匀的磁场。
　　感应式电磁流量计 在被测流体温度过高或对电极有强烈腐蚀作用等情况下，可采用感应式电磁流量计（图2）。A、B为匝数相等的两个交流激磁绕组（图中画的是截面），绕组之间是串联的，但各自的电流方向相反。当流体静止时，通过感应线圈C的合成磁通为零，故线圈中没有感生的交变电动势。流体流动时感应线圈中就产生交变电动势，其大小与流速成正比。基于这一原理，还有很多改型方案。例如用一个激磁绕组，而在它的对称的两侧各安置一方向相反的感应线圈并串联起来（图3）流体流动时，磁力线向流动方向移动，使两边感应线圈中的大吃一惊生电动势不为零，由此可间接表示出流量的大小。
　　电磁流量计的管道内没有其他部件，所以除用于测量导电流体的流量外，还可用于测量各种粘度的不导电液体（其中加入易电离物质）的流量。在核能工业中经常使用电磁流量计。
　　电磁流量计就显示方式分为：分体型电磁流量计，一体型电磁流量计。系列公称通径DN15～DN3000。
　　分体型电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表，采用单片机嵌入式技术，实现数字励磁，同时在电磁流量计上采用CAN现场总线，属国内首创，技术达到国内水平。
　　分体型电磁流量计在满足现场显示的同时，还可以输出4～20mA电流信号供记录、调节和控制用，现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。
　　分体型电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外，还可测量液固两相流，高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。
　　一体型电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制定，用来测量导电流体的体积流量。由于独特的特点已广泛地应用于工业上各种导电液体的测量。主要用于化工、造纸、食品、纺织、冶金、环保、给排水等行业，与计算机配套可实现系统控制。
　　1．电磁流量计没有可动部件，也没有阻流件，不会引起压力损失，同时也不会引起磨损，阻塞等问题。
　　2．电磁流量计是一体积流量测量仪表，在测量过程中不受被测介质的温度、粘度、密度以及导电率（在一定范围内）的影响。
　　3．电磁流量计的量程范围宽，可达1：100。此外，电磁流量计只与被测介质的平均流速成正比，而与轴对称的流动状态（层流或紊流）无关。
　　4．电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，而且线性好，因此可以将测量信号直接用转换器线性的转换成标准信号输出。LD-T型可就地指示，LD型可远距离传送。
　　选购
　　口径与量程的选择
　　变送器口径通常选用与管道系统和同的口径。如果份道系统有待设计，则可根据流母范围和流速来选择口径。对于电磁流量计来说，流速以2-4m/s较为适宜。在特殊情况下. 如液体中带有固体颗粒，考虑到磨损的情况，可选常用流速≤3m/s,对于易附管壁的流体，可选用流速≤2m/s,流速确定以后，可根据
　　来确定变送器口径。
　　变送器的量程可以根据两条原则来选择:一是仪表满量程大于预计的流最值，二是正常流址大于仪表满量程的50%，以保证一定的测量精度。
　　衬里选择
　　电磁流量计内衬材料正确选用方法
　　应根据被测介质的腐蚀性，磨损性和温度来选择内衬材料：
　　一、天然橡胶（软橡胶）
　　1、较好的弹性，耐磨性和扯断力
　　2、耐一般的弱酸、弱碱的腐蚀
　　3、 测水、污水
　　二、耐酸橡胶（硬橡胶）
　　可耐常温下的盐酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾的腐蚀，但不耐强氧化剂的腐蚀
　　测一般的酸、碱、盐溶液
　　三、氯丁橡胶（Neoprene）
　　1、极好的弹性，高度的扯断力，耐磨性能好
　　2、耐一般低浓度的酸碱、盐溶液的腐蚀，但不耐氧化性介质的腐
　　<80℃；
　　测水、污水、泥浆和矿浆
　　四、聚胺脂橡胶（Polyurethane）
　　1、极好的耐磨性能
　　2、耐酸、碱性能差
　　<40℃
　　测中性强磨损的煤浆、泥浆和矿浆
　　五、聚四氟乙烯（PTFE）
　　1、耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸、王水、浓碱和各种有机溶剂
　　2、耐磨性能好，粘接性能差
　　-80～+180℃；
　　测浓度、浓碱强腐蚀性溶液及卫生类介质
　　应用现场选型
　　1.了解工艺参数
　　（1）了解被测液体名称（由用户提供）
　　（2）了解被测液体的流量、常用流量、最小流量（由用户提供）
　　（3）了解工艺管径（由用户提供）
　　（4）了解介质温度（由用户提供）
　　（5）了解介质压力（由用户提供）
　　（6）了解被测流体的电导率（由用户提供）
　　（7）了解是否有负压情况存在（由用户提供）
　　2．初步选型
　　（1） 根据了解到的被测介质的名称和性质，确定是否采用电磁流量计（由业务员确定）
　　注意：电磁流量计只能测量导电液体流量，而气体、油类和绝大多数有机物液体不在一般导电液体之例
　　（2）根据了解到的被介质性质，确定电极材料
　　注意；公司一般提供不锈钢、哈氏、钛和钽等四种电极，选用哪种电极应根据介质性质查相关资料手册
　　（2）根据了解到的介质温度确定采用橡胶还是四氟内衬（由营销员确定）
　　注意：橡胶耐温不得超过80C；
　　四氟耐温150C，瞬间可耐180C；
　　城市污水一般可采用橡胶内衬和不锈钢电极
　　（3）根据了解到的介质压力，选择表体法兰规格（由营销员确定）
　　注意：电磁法兰规格通常为当口径由DN10－250时，法兰额定压力≤1.6Mpa；
　　当口径由DN250－1000时，法兰额定压力≤1.0Mpa；
　　当介质实际压力高于上述管径－压力对应范围时，为特殊订货，但压力不得超过6.4Mpa
　　（4）确定介质的电导率
　　注意：（1）电磁流量计的电导率不得低于5uS/cm
　　（2）自来水的电导率约为几十到上百个uS/cm，一般锅炉软水（去离子水）导电，纯水（高度蒸馏水）不导电
　　（3）气体、油和绝大多数有机物液体的电导率远低于5uS/cm，不导电。
　　3．了解用户要求
　　（1）了解是组合式就地显示还是分体式远传显示（由用户提供）
　　注意：当为分体远传显示时请了解距离，分离距离为100米
　　（2）了解是否需要其它附加功能（由用户提供）
　　注意：1、电磁流量计本身带有上下限流量报警、频率和电流输出功能，无须另外特殊订货
　　2、电磁流量计外壳密封防护等级有IP65和IP68两种，当选择潜水型IP68时属于特殊订货
　　3、当电磁流量计要和计算机连接时，需增加RS－485通讯口，属于特殊订货
　　4．选型：通过上述步骤后，可确定电磁流量计型号规格。
　　使用方法
　　电磁流量计有两个运行状态：自动测量状态和参数设置状态。
　　仪表通电时，自动进入测量状态。在自动测量状态下，电磁流量计自动完成各测量功能并显示相应的测量数据。在参数设置状态下，用户使用四个面板键，完成仪表参数设置。
　　1、按键功能
　　1.1自动测量状态下键功能
　　下键：循环选择屏幕下行显示内容；
　　上键：循环选择屏幕上行显示内容；
　　复合键+确认键：进入参数设置状态；
　　确认键：返回自动测量状态；
　　测量状态下，LCD显示器对比度的调节：小液晶是通过“复合键+上键”或“复合键+下键”按数秒钟；大液晶是通过调节大液晶背面的电位器来实现。
　　1.2参数设置状态下键功能
　　下键：光标处数字减1；
　　上键：光标处数字加1；
　　复合键+下键：光标左移；
　　复合键+上键：光标右移；
　　确认键：进入/退出子菜单；
　　确认键：在任意状态下，连续按下两秒钟，返回自动测量状态。
　　注：1.使用“复合键”时，应先按下复合键再同时按住上“上键”或“下键”
　　2.在参数设置状态下，3分钟内没有按键操作，仪表自动返回测量状态。
　　3.流量零点修正的流向选择，可将光标移至最左面的“+”或“—”用“上键”或“下键”切换使之与实际流向相反。
　　4.流量的单位选择，可将光标移至“流量量程设置”菜单的原显示的流量单位下，然后用“上键”或“下键”切换使之符合需要。
　　2、参数设置功能键操作
　　要进行电磁流量计参数设定或修改，必须使流量计从测量状态进入参数设置状态。在测量状态下，按“复合键+确认键”出现状态转换密码（0000），根据保密级别，按厂家提供的密码对应修改。再按“复合键+确认键”后，则进入需要的参数设置状态。
　　智能型电磁流量计传感器在工艺管道上的安装
　　1.智能型电磁流量计测堵管在任何时刻必须完全注满介质，不能在不满管或空管的情况下正常工作。在介质不满管时，可采用抬高流量计后端出水管高度的方法使介质满管，避免不满管及气体附着在电极上。
　　2.管道内有真空会损坏流量计的内衬，需特别注意。
　　3.流动的正方向应与流量计上箭头所指的正方向一致。
　　4.智能型电磁流量计即可在直管道上安装，也可以在水平或倾斜管道上安装，但要求二电极的中心连线处于水平状态。
　　5.对于液、固两相流体，采用垂直安装，使被测介质自上而下流动，可使流量计衬里磨损均匀，延长使用寿命。
　　6.流量计在管道法兰附近确保有足够的空间，以便安装和维护。
　　7.若测量管道有振动，在流量计的两侧应有固定的支座。
　　8.测量介质为重污染液体的，在旁路管道安装流量计本体，不中断工艺运行，即可排空与清流。
　　9.安装聚四氟乙烯内衬的流量计时，连接法兰的螺栓应注意均匀拧紧，否则容易压坏聚四氟乙烯内衬，用力矩扳手。