如何更好的选用电磁流量计 ？

　　1. 引 言

　　电磁流量计 （简称EMF）是应用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。20世纪50年月初EMF完成了工业化使用，近年来活着界局限内，EMF产量约占工业流量仪表总数的5%～6.5%，特殊是2000年以来，这个数值有逐年上升的趋向。电磁流量计作为工业流量测量仪表的一种，在其选用方面有一些技巧和留意事项，在这里连系我一些亲身经历和人人评论，但愿能对电磁流量计的准确选用作出奉献。

　　2.电磁流量计选用

　　2.1 使用概略

　　电磁流量计使用范畴十分普遍。按使用场所有大口径、中小口径、小口径和细小口径之分，个中大口径电磁流量计较多使用于给排水工程，中小口径常使用于固液双相等难测流体或高要求场合，如测量造纸工业纸浆液和黑液、有色冶金业的矿浆、选煤厂的煤浆、化学工业的强侵蚀液、钢铁工业高炉风流量计口冷却水节制、长间隔管道煤的水力保送的流量测量和节制等，而小口径和细小口径常使用于医药工业、食物工业、生物工程等有卫生要求的场合。

　　2.2 精度品级和功用

　　市场上通用型EMF的功能有较大差异，有些精度高、功用多，有些精度低、功用简略。精度高的仪表根本误差为（±0.5%～±1%）R，精度低的仪表则为（±1.5%～±2.5%）FS，两者价钱相差1～2倍。因而测量精度要求不很高的场合（例如非商业核算仅以节制为目标，只需求高牢靠性和反复性的场合）选用高精度仪表在经济上是不合算的。

　　有些型号仪表宣称有更高的准确度，根本误差仅（±0.2%～±0.3%）R，但有严厉的装置要乞降参比前提，例如情况温度20～22℃，前后直管段长度要求辨别大于10D和3D（凡间为5D和2D），甚至提出流量传感器要与前后直管构成一体在流量规范安装上作实流校准，以削减夹装影响。因而在多种型号选择比拟时不要纯真只看高目标，要具体阅读制造厂样本或仿单做综合剖析。

　　市场上EMF的功用差异也很大，简略的就只是测量单向流量，只输出模仿旌旗灯号带动后位仪表;多功用仪表有测双向流、量程切换、上下限流量报警、空管和电源割断报警、小旌旗灯号切除、流量显数显表示和总量核算、主动查对和毛病自诊断、与上位机通讯和活动组态等。有些型号仪表的串行数字通讯功用可选多种通讯接口和芯片（ASIC），以衔接HART和谈系统、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF现场总线等。

　　2.3 流速、满度流量、局限度和口径

　　选定仪表口径纷歧定与管径一样，应视流量而定。流程工业保送水等粘度分歧的液体，管道流速普通是经济流速1.5～3m/s。EMF用在如许的管道上，传感器口径与管径一样即可。

　　EMF满度流量时液体流速可在1～10m/s局限内选用，局限是比拟宽的。上限流速在道理上是不受限制的，但是凡间建议不超越5m/s，除非衬里资料能接受液流冲刷，实践使用很少江苏金湖奥特美自动化仪表厂流量计的价格超越7m/s，超越10m/s则更为稀有。满度流量的流速下限普通为1m/s，有些型号仪表则为0.5m/s。有些新建工程运转初期流量偏低或在流速偏低的管系，从测量精度角度思索，仪表口径应改用小于管径，用异径管衔接之。

　　用于有易粘附、堆积、结垢等物质的流体，选用流速不低于2m/s，进步到3～4m/s或以上，起到自打扫、避免粘附堆积等效果。用于矿浆等磨耗性强的流体，常用流速应低于2～3m/s ，以降低对衬里和电极的磨损。

　　在测量接近阈值（即下限值）的低电导液体，尽能够选定较低流速（小于0.5～1m/s），因流速进步活动噪声会添加，而呈现输出晃悠景象。

　　EMF的局限度是比拟大的，凡间不低于20，带有量程主动切换功用的仪表，可超越50～100。国内可以供应的定型产物的口径从10mm到3000mm，随然实践使用照样以中小口径居多，但与大局部其他道理流量仪表（如容积式、涡轮式、涡街式或科里奥利质量式等）比拟，大口径仪表据有较大比重。某企业近万台仪表中，50mm以下小口径、65～250mm中口径、300～900mm大口径、1000mm以上超大口径辨别占37%、45%、15%和3%。

　　2.4 液体电导率

　　运用EMF的前提是被测液体必需是导电的，不克不及低于阈值（即下限值）。电导率低于阈值会发生测量误差甚至不克不及运用，超越阈值即便转变也可以测量，示江苏的热电偶价格值误差转变不大，通用型EMF的阈值在10-4～（5×10-6）S/cm之间，视型号而异。运用时还取决于传感器和转换器间流量旌旗灯号线长度及其散布电容，制造厂运用仿单中凡间规则电导率相对应的旌旗灯号线长度。非接触电容耦合大面积电极的仪表则可测电导率低至5×10-8S/cm的液体。

　　工业用水及其水溶液的电导率大于10-4S/cm，酸、碱、盐液的电导率在10-4～10-1S/cm之间，运用不存在问题，低度蒸馏水为10-5S/cm也不存在问题。石油成品和有机溶剂电导率过低就不克不及运用。表1列出若干液体的电导率。从材料上查到有些纯液或水溶液电导率较低，以为不克不及运用，但是实践任务中会碰到因含有杂质而能运用的状况，这类杂质添加了电导率。关于水溶液，材料中的电导率是用纯水配比在实行室测得的，实践运用的水溶液能够用工业用水配比，电导率将比查得的要高，也有利于流量测量。

　　表1 若干液体在20℃时的电导率

　　依据运用经历，实践使用的液体电导率要比仪表制造厂规则的阈值至少大一个数目级。由于制造厂仪表规则的下限值是在各类运用前提较好形态下可测量的zui低值，是受一些运用前提的限制，如电导率平均性、衔接旌旗灯号线、外界噪声等，不然会呈现输出晃悠景象等。我们就屡次碰到测量低度蒸馏水或去离子水，其电导率接近阈值5×10-6S/cm，运用时呈现输出晃悠。

　　2.5 液体中含有混入物

　　混入成泡状流的细小气泡仍可正常任务，但测得的是含气泡体积的夹杂体积流量;如气体含量添加到构成弹（块）状流，因电极能够被气体盖住使电路瞬时断开，呈现输出晃悠甚至不克不及正常任务。

　　含有非铁磁性颗粒或纤维的固液双相流体相同可测得二相的体积流量。固体含量较高的流体，如钻井泥浆、钻探固井水泥浆、纸浆等实践上已属非牛顿流体。因为固体在载体液中一江苏变送器的价格同活动，两者之间有滑动，速度上有差异，单相液体校验的仪表用于固液双相流领会发生附加误差。固然还未见到EMF使用于固液双相流体中固形物影响的系统实行申报，但国外有申报称固形物含量有14%时误差在3%局限以内;我国黄河水利委员会水利科学研讨所的实行申报称，测量高沙含量水的流量，含沙量体积比17%～40%（沙中值粒径0.35mm），仪表测量误差小于3%。

　　在浆液内有较大颗粒擦过电极外表，在频率较低的矩形激磁的EMF中会发生尖峰状浆液噪声，使流量旌旗灯号不稳，就要选用较高频率的仪表或有较强按捺浆液噪声才能的仪表，也可选用交流激磁的仪表或双频激磁的仪表。

　　含有铁磁性物质的流体对凡间的EMF，因测量管内磁导率受铁磁体的分歧含量而转变，会发生测量误差。但在磁路中置有磁通检测线圈赔偿的EMF，可减小混入铁磁体的影响。上海光华仪表厂在交流激磁仪表的实行申报中称，水中含有液固分量比约4：1，颗粒度≤0.15mm铁精矿石的矿浆，以80mm口径仪表作清水和浆液比照流量实验，凡间的仪透露表现值转变7%～10%，装有磁通检测线圈的仪表，示值误差在±2%FS以内。

　　对含有矿石颗粒的矿浆使用，应留意对传感器衬里的磨损水平，测量管内径扩展会发生附加误差。这种场所应选用耐磨性较好的陶瓷衬里或聚氨酯橡胶衬里，还建议传感器装置在垂直管道上，使管道磨损平均，消弭程度装置下半部部分磨损严重的缺陷，也可以在传感器进口端加装喷嘴形护套，相对延伸运用期。

　　2.6 附着和沉淀

　　测量易在管壁附着和沉淀物质的流体时，若附着的是比液体电导率高的导电物质，旌旗灯号电势将被短路而不克不及任务，若长短导电层则起首应留意电极的污染，譬如选用不易附着尖形或半球形凸起电极、可改换式电极、刮刀式清垢电极等。刮刀式电极可在传感器外按期手动刮出沉垢。国外产物曾有电极上装超声波换能器，以肃清外表垢层，但现已少见。也有临时断开测量电路，在电极连续工夫内流过低压大电流，燃烧肃清附着油脂类附着层。易发生附着的场合可进步流速以到达自打扫的目标，还可以接纳较便利的易清洗的管道衔接，可不拆开清洗传感器。

　　非接触型电极 EMF附着非导电膜层，仪表仍能任务，但若为高导电层则相同不克不及任务。

　　2.7 与流体接触零部件资料的选择

　　与流体接触的传感器零部件有衬里（或绝缘资料制成的测量管）、电极、接地环和密封垫片，其资料的耐侵蚀性、耐磨耗性和运用温度上限等影响仪表对流体的顺应性。因为零部件少，外形简略，资料选择灵敏，电磁流量传感器对流体的顺应性强。

　　（1） 衬里资料（或直接与介质接触的测量管）

　　常用衬里资料有氟塑料、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶和陶瓷等。近年有采用高纯氧化铝99.99%AI2O3）陶瓷制成衬里的，但只限中小口径传感器。氯丁橡胶和玻璃钢用于非侵蚀性或弱侵蚀性液体，如工业用水、废污水及弱酸碱，价钱zui为低价。氟塑料具有的耐化学侵蚀性，但耐磨性差，不克不及用于测量矿浆液。氟塑估中zui早使用的是聚四氟乙烯，因与测量管间仅靠压贴，无粘结力，不克不及用于负压管道，后开拓各类改性种类，完成注塑成形，与测量管有较强连系力，可用于负压。聚氨酯橡胶有*的耐磨耗性，但耐酸碱的侵蚀性较差，它的耐磨性相当于自然橡胶的10倍，合用于煤浆、矿浆、介质温度低于40～60/70℃的场所。氧化铝陶瓷有*的耐磨耗性和对强酸碱的耐磨侵蚀性，耐磨性约为聚氨酯橡胶的10倍，合用于具有侵蚀性的矿浆，但性脆，装置夹紧时易碎，可用于较高温度（120～140/180℃）但要避免温度剧变，如通蒸汽灭菌，普通温度渐变不克不及大于100℃，升温150℃ 要有10min工夫。 通用型EMF几种资料的压力、温度大体合用局限可参阅下图。

　　（2）电极和接地环资料

　　电极对测量介质的耐腐是选择资料起首思索的要素，其次思索能否会发生钝化等外表效应和所构成的噪声。

　　①选择耐侵蚀资料

　　EMF电极的耐侵蚀性要求很高，常用金属资料有含钼耐酸钢1Cr18Ni12Mo2Ti，哈氏合金（耐蚀镍基合金）B、C、钛、钽、铂铱合金，简直可掩盖悉数化学液。此外还有合用于浆液等的低噪声电极，它们是导电橡胶电极、导电氟塑料电极和多孔性陶瓷电极，或包覆这些资料的金属电极。在准则上电极资料的选择应从运用者借鉴该介质在其他设备的使用实践或以往的经历来确定。有时要做需要的实行，如现场取液体样品在实行室做待用资料的侵蚀性实验，的实行是现场挂片，这是zui接近实践使用前提的侵蚀性实验，可以得出比拟牢靠的结论。

　　②防止电极外表效应

　　电极的耐侵蚀性是选择资料的主要要素，但有时分电极资料对被测介质有很好的耐侵蚀性，却纷歧定就是合用的资料，还要防止发生电极外表效应。电极外表效应分为外表化学反响、电化学和极化景象以及电极的触媒效果三个方面。

　　化学反响效应如电极外表与被测介质接触后，构成钝化膜或氧化层。他们对耐侵蚀功能能够起到积极维护效果，但也有能够添加外表接触电阻。例如钽与水接触就会被氧化，生成绝缘层。关于防止或减轻电极外表效应的介质----电极资料匹配，还没有像侵蚀性那样有足够的材料可查，只要一些有限经历，尚待在理论中积聚。

　　接地环衔接在塑料管道或衬绝缘衬里金属管道的流量传感器两头，他们的耐侵蚀要求比电极低，凡间选用耐酸钢或哈氏合金。因其体积大，从经济上思索较少采用钽、铂等宝贵金属。如金属工艺管道直接与流体接触就不需求接地环。

　　3.结论

　　跟着企业具体走向市场，企业出产运营治理将进一步深化，流量计量越显主要，电磁流量计作为工业流量测量仪表的一种，要发扬其效果，*步要做好的任务就是选用好电磁流量计。因而，主动化仪表专业人员在具有必然的专业常识的前提下，有需要在其选用方面把握必然的技巧和留意事项，只要如斯，才干知足企业的要求，使流量计量发扬主要效果。