分体式电磁流量计的应用

分体式电磁流量计的应用（精选11篇）

篇1：分体式电磁流量计的应用

分体式电磁流量计的应用

分体式电磁流量计备有管道式、插入式等多种型号。采用国外先进存贮器，测量运算数据存贮保护安全可靠。具备一体化和分离型两种型式。高清晰度背光显示。广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、造纸等行业以及环保、市政管理，水利建设等领域测量高温,高湿,不便观察的环境。

1.交通运输 有五种方式：铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之，但应用并不普遍。随着环保问题的突出，管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监控和经济核算的必备工具。

2.生物技术 21世纪将迎来生命科学的世纪，以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多，如血液，尿液等。tjshl.com开发的难度极大，品种繁多。

3.科学实验 科学实验需要的不但数量多，且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的，它们并不批量生产，在市面出售，许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。

4海洋气象，江河湖泊 这些领域为敞开流道，一般需检测流速，然后推算流量。流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。

篇2：分体式电磁流量计的应用

1.功能：

国内市场上电磁流量计的基本功能大致相同，但是更强大的功能能使电磁流量计的实际使用更加可靠，简单，稳定，强大。例如双向测量、量程范围编程、上下限流量报警、空管和电源切断报警、信号滤波、流量显示和累计流量计算、自动核对和故障自诊断、与上位机通信和运动组态等。有些型号仪表的串行数字通信功能可选多种通信接口，以连接HART协议系统、PROFTBUS、Modbus现场总线等。

在功能上选购智能电磁流量计，要根据自己的实际应用情况来选择，够用好用的智能电磁流量计

2.精度等级：

市场上的电磁流量计精度等级大致在(±0.5%～±1%)R和(±1.5%～±2.5%)FS两个等级，精度高的电磁流量计价格相对也会高一些。

3.流速、满度流量、范围度和口径：

电磁流量计的口径不一定要和管径相同，还要根据实际情况，考虑流量是否符合最佳测量状态。

流程工业输送水等粘度不同的液体，管道流速一般是经济流速1.5～3m/s。在这样的管道上，传感器口径与管径相同即可。

上限流速在原理上是不受限制的，然而通常建议不超过5m/s，除非衬里材料能承受液流冲刷，实际应用很少超过7m/s，超过10m/s则更为罕见。

用于有易粘附、沉积、结垢等物质的流体，选用流速不低于2m/s，最好提高到3～4m/s或以上，起到自清扫、防止粘附沉积等作用。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，尽可能选定较低流速(小于0.5～1m/s)，因流速提高流动噪声会增加，而出现输出晃动现象。

智能电磁流量计的范围度是比较大的，通常不低于20，带有量程自动切换功能的仪表，可超过50～100。

国内可以提供的电磁流量计定型产品的口径从10mm到3000mm。

4.液体电导率

被测介质必须是导电的，不能低于阈值。

电导率低于阈值会产生测量误差甚至导致电磁流量计不能使用，超过阈值即使变化也可以测量，示值误差变化不大，通用型的阈值在10-4～(5×10-6)S/cm之间，视型号而异。

篇3：电磁流量计在造纸行业的应用

关键词：电磁流量计,造纸,应用

造纸行业是我国的基础工业之一, 随着科技的日益更新, 国内的造纸企业特别是特种纸企业已逐步开始了用电磁流量计来替代传统的差压流量计的过程。同时, 向制造商也提出了更高的要求, 促进了电磁流量计的技术进步。

1 电磁流量计工作原理及优越性能

电磁流量计由传感器、转换器和显示器等部分组成, 电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电流体流量的仪表。电磁流量计具有其它流量计不能比拟的独特优势, 特别适用脏污流体及腐蚀流体的测量。电磁流量计在70年代至80年代由于在技术上有重大突破, 使它成为现代工业领域广泛应用的流量监测仪表。

主要优点: (1) 由于测量通道是一段光滑直管, 不会阻塞, 特别适用于固体颗粒的液固二相流体, 如纸浆、污水、泥浆等, 无压损, 节能效果好。 (2) 性能稳定可靠, 计量精度高, 使用寿命长。 (3) 不受流体的湿度、密度、粘度、压力变化影响。 (4) 流量范围大, 口径范围宽。 (5) 适用于腐蚀性流体的测量。

主要缺点。 (1) 不适用测量石油制品流体。 (2) 不适用气体、蒸汽及含有较大气泡的液体。 (3) 不适用高温场合。 (4) 对现场安装有一定的要求。

2 造纸行业电磁流量计的应用分析

造纸是一个连续生产的过程, 因此生产线的连续和有序控制成为了制约成品纸质量和产量的瓶颈。如何有效的稳定成品纸质量, 电磁流量计在这个方面发挥着重要作用。

(1) 供浆系统的电磁流量计的应用。

供浆系统包括以下环节:1) 碎解过程。2) 打浆过程。3) 配浆过程。

在碎解过程中, 采用电磁流量计精确的计量碎解的浆流量, 以保证碎解的浆料的稳定, 确保后续打浆过程的浆料稳定;在打浆过程中, 将电磁流量计与调节阀组成P ID调节回路, 保证进盘磨的浆流量稳定, 以此提高盘磨的工作效率、稳定浆料的扣解度, 进而提高打浆的质量;在配浆过程中必须满足下列几个条件: (1) 浆料的配比和浓度要恒定, 波动不能超过±2% (波动量具体根据成纸要求) 。 (2) 向造纸机输送的浆料要稳定, 保证纸机的正常供应量。 (3) 储备一定的浆料量, 以适应纸机车速和品种的改变。因此, 在配浆环节, 最重要的就是浆的流量的控制。在每种纸浆的浆泵出口安装电磁流量计, 通过调节阀调节浆流量, 确保每种浆料按工艺要求的配比进行浆流量的调节, 最终实现浆料的配比稳定均匀。

(2) 造纸流送系统电磁流量计的应用。

整个造纸系统中, 打浆、配浆工段是个重要的环节, 但如果后续工段不理想, 那对整个造纸机来说, 还是不合格的。因此, 造纸的流送系统担负起了更重要的角色, 它的稳定与否直接关系到了成纸的定量、水分、灰分等物理指标的合格与否, 它是成纸合格与否的重要环节。因此, 在此系统中, 我们对纸浆、填料进行了流量检测和控制, 通过纸浆定量阀调节纸浆流量, 以稳定后续成纸的定量。通过填料调节阀调节填料流量, 以稳定后续成纸的灰分。电磁流量计在这个系统中发挥了极为重要的作用, 它对成纸的质量的提升起到了重要的作用。

(3) 化学品的制备及添加系统中电磁流量计的应用。

由于在脱墨、制浆、流送、涂布、施胶等部位要用到大量的化学品, 在化学品制备中, 要保证每批次的化学品性能稳定, 浓度稳定;在使用中, 对其添加的量又具有严格的要求, 这样才能保证成品纸的质量稳定。因此, 我们在化学品的制备过程中, 采用抗腐蚀性的电磁流量计进行化学品各成分的计量, 配以调节阀进行流量调节, 最终稳定化学品的性能。在化学品的添加系统中, 采用抗腐蚀性的电磁流量计进行化学品的计量, 配以调节阀进行流量调节, 保证了加到纸机系统中的化学品是定量的, 同时又是稳定的。对成纸的质量起到了至关重要的作用。

(4) 水系统的电磁流量计的应用。

造纸行业的企业都是高能耗的企业, 水、电、汽的消耗占了很大的比重, 国家在“十一五”期间就对造纸行业的能耗进行了考核, 淘汰了大部分高能耗、低产能的小企业。因此, 节水也成了造纸行业的改造重点。

电磁流量计具有测量口径范围大, 在不中断工作的情况下可更换电子单元, 低功耗, 浸湿部分为不锈钢或陶瓷结构, 无活动部件, 免维护, 它的一系列特点使它成为造纸行业用于测量工业水、造纸白水和污水的首选流量计。通过对每个造纸车间的进水总管、污水总管、车间循环用白水等进行流量监控、考核, 有效的降低了吨纸耗水, 减少了各个环节的水资源的浪费, 提高了车间循环水的利用率。

经过多年实践, 电磁流量计在造纸领域普遍选用的是PTFE (用于纸浆、白水、工业用水) 或其它氟塑料衬里 (用于化学品) , 电极则依照不同的液体性质分别选择, 实际效果令人满意。

3 电磁流量计安装时的一些注意事项

(1) 水平或垂直安装都可。

在测量浆料时最好垂直安装, 流体自下而上流动。这不仅保证测量管内充满被测介质, 而且避免了水平安装时电磁流量计下半部局部磨损和低流速时固相沉淀等缺点。

(2) 安装环境。

安装场所避免阳光直照, 避免雨水浸淋;避免附近有大电机、大变压器, 以免引起电磁场干扰;不能有太大震动, 管道系统有较强的震动时, 可在传感器两侧的管道上加支撑。

(3) 直管段要求。

为了确保电磁流量计的精确度, 一般的电磁流量计要求上游侧5D, 下游侧3D。精度高的仪表要求上游侧10D, 下游侧3D。直管段不够要求时, 管内流速为非轴对称分布, 测量将会引起误差。

(4) 接地。

电磁流量计要求单独接地。接地电阻小于10Ω。管道内若涂有绝缘层或非金属管道, 传感器两侧应装接地环。电磁流量计易受外界电磁干扰的影响, 因此, 良好的接地很大程度决定测量的精确度。

(5) 避免管内负压, 特别是PTF E聚四氟乙烯衬里。

(6) 转换器的安装和连接电缆。

分体型电磁流量计的转换器和传感器的距离受制于被测介质电导率和信号电缆型号。被测流体电导率在一定范围内, 决定了传感器与转换器间电缆的最大长度。电缆用制造厂随仪表所附电缆型号。单层屏蔽电缆一般用于工业用水或酸碱液, 通常可传100 m。介质电导率低于100μs/cm时, 需采用两芯双屏蔽的驱动屏蔽电缆。电导率较低、传输距离较长, 也有规定用3层屏蔽电缆。

4 结语

目前国外的质量流量计发展很快, 但电磁流量计还是占着造纸行业液体计量的主导地位。它性能稳定、维护方便、性价比高等特点决定了它在造纸行业的地位。

参考文献

篇4：探析电磁流量计的科学应用与维护

关键词：电磁流量计 应用 维护

目前，世界范围内工业仪表的总数量大约为产量的2倍。在我国冶炼及铸造等行业中，电磁流量计作为检测仪表使用量大约占到了95%之多。如下将结合实际应用，对电磁流量计的应用，如安装选位，及维护和故障检修等做相关阐述。

一、电磁流量计的工作原理

当导体于磁场当中进行切割磁感线运动时，两端便会产生相应的感生电动势，即法拉第电磁感应定律。另有导电液体位于垂直于磁场的管内（不具有磁性）流动时，垂直于流动方向上会产生成比例感生电动势，根据右手定则，

E=kBDV

其中，E是感生电动势，V；k是常数；B是磁感应强度，T；D是管的内径，m。

根据电磁流量计的组成结构，可以将其分为变送器、流量传感器两个部分。在管上线分别装有线圈，通电之后，会产生穿过管内部的磁场；另在液体和管壁的接触处有电极装置，能够将产生的感生电动势传送至转换器部位，感生电流由变电器来提供。

二、电磁流量计的科学应用

1.类型的选择

（1）根据最大流量、流速及口径来选型

当流量达到满程时，液体的流速选择范围很宽，能够介于1至12m/s之间。通常，流速上限不能大于5m/s，流量下限设为1m/s。当电磁流量计用作矿浆、砂石等耐磨性流体时，往往将流速控制在2至3m/s以下，这是出于减少电极、衬板磨损的目的而进行的规定。

通常，电磁流量计产品口径范围在10mm至3000mm之间，在实际工程应用当中，对小口径电磁流量计的使用较多。

（2）根据待测流体的电导率来选型

在实际工业应用当中，电磁流量计是针对导电性被测液体来设计的，其阀门阈值按照相关规定被制定在（5×10-6）至10-4s/cm的范围内，且阈值因电磁流量计的型号而异。

（3）根据待测流体中所含有的混合物来选型

当采用湿法对锌进行冶炼时，浆液中往往含有较多的大颗粒，当这些大颗粒在电极表面摩擦时，会干扰流体的信号稳定性。若以口径为80mm的电磁流量计来做浆液流量、清水的对比试验，那么一般情况下，电磁流量计便会显示出7%至10%内的数值变化，同时配有磁通量感应线圈的仪表误差大约显示在±2%之内。

2.选位及安装

（1）选位注意事项

一般的电磁流量计具有IP65的防护等级，安装选位要注意以下几点：

第一，尽可能的躲避阳光直射；第二，保证与水源远离，能够避免雨水的直接淋浸；第三，周围环境温度保证在零下25至10～50℃范围中；第四，与大型变压器、电机等会产生较大电磁场干扰的设备相隔离；第五，防震，避免在震动较大处选位，这一点对于大型的一体化电磁流量计較为重要；第六，与具有腐蚀性的高浓度气体隔绝等。

（2）安装过程注意事项

a.安装方向：要保证电磁流量计的上游空留大约10D距离，下游空留大约5D直管段。应确保电磁流量计的传感器可水平、倾斜及垂直方向任意活动，而不被阻挡，当对固液两相流体进行测量时，由于水平安装会增大衬板下部的磨损，因此垂直位置安放最为合适，使其从下向上流动。

b.安装负管压：尽可能在传感器上、下游阀门关闭时，避免流体冷却后出现的收缩现象，因为收缩会使管内压力变为负值。

c.接地：一般情况下，电磁流量计的传感器应单独接地，且接地电阻最多为100Ω，若出现电解液泄漏对正常测量造成影响，那么要将电磁流量传感器和相连接的电气设备隔离开来。

d.旁路管：要按照有利于电磁流量计传感器清洗的原则来安装。

三、电磁流量计的维护

1.故障原因分析

当发生输出信号超过满程值时，可考虑如下几点原因：

第一，电极与传感器之间缺少液体连通，液体发生结晶状况从而引入电干扰；

第二，电缆之间互相断开，引发接线错误；

第三，传感器和变送器之间没有正确配套，引发设定错误。

2.故障解决措施

首先，要判断故障发生的具体位置是在传感器前还是后或仪表处。发生在传感器之前，即信号电缆处（忽略仪表内部发生故障的可能性）；之后，为DCS系统本身或传感器本身。

其次，检查是否电缆包覆完整，电极是否和液体接触充分。通常电磁流量计的信号回路由连接端、电缆、电极间液体及电极等部分组成。不仅要对电路的通与连的状况进行检查，还要对电缆的型号进行仔细核实，保证接触处正确、匹配，并确认绝缘性符合要求。

再次，确认转换器预设值、零点及满量程的准确性。传感器和转换器两者之间的流量、口径和设定参数要一致。

然后，检查下位仪表。若发现信号强度超出量程，则应及时进行电隔离。

另外，排查液体自身引入的电干扰。当不存在几次电流，可以用示波器或万用表检测干扰情况。通常在锌的湿法冶炼中干扰常出现，可以将管线和传感器绝缘处理，保证液体和电极处在相同电位上。

最后，对变送器自身进行检查。

3.案例说明

某公司的湿法系统中，共有4台西门子电磁流量计用于进行新液流量的测定，在2009年5月购进并安装后经检测，显示指标正常，流量量程较大。但在使用过程中发现，当传感器中的结晶体造成短路现象时，流量量程会越来越小；当传感器中的结晶体不造成短路现象时，流量量程则会逐渐变大。通过分析和检查，专家得出判断，电磁流量计两端的电极接地电阻存在不对称性，因此得出结论，可能为传感器自身发生故障。2010年3月对电磁流量计停产并检修，技术人员将其内部的测量管拆卸，发现内壁最后结晶处达30mm之多，且电极表面有大量结晶体覆盖，在清洗之后，电磁流量计运行正常。经推测，发生这一故障的原因为寒冷气候所导致的电磁流量计内部管道结晶堵塞。

当前，电磁流量计种类繁多，在实际工业生产中的应用也较为广泛，对于流量监测的作用愈发突出，并存在着快速的技术更新。本文主要从电磁流量计的工作原理、科学应用及维护等三个方面进行论述分析，并结合具体实例对故障维修进行说明。总而言之，技术人员唯有牢牢掌握电磁流量计相关技术，把握其发展方向，才能更好地保证其生产应用。

参考文献：

[1]杨红.电磁流量计的应用及其维护[A].2011中国有色金属行业仪表自动化学术会议论文集[C]，2011.

[2]杨春芳.SITRANS F C流量计在羰基铁液体计量中的应用[J].工业控制计算机，2010（10）.

[3]孟祥军.电磁流量计的应用故障分析[J].化工自动化及仪表，2011（08）.

篇5：分体式电磁流量计的应用

武士振

水流量室建在采油一厂文一污水站院内，主要针对油田范围内采油厂使用的大口径电磁流量计和干式高压水表的检测工作，以保证采油一线生产单位的注水精确计量工作。自去年开工建设以来，经过一系列标准装置设备调试，以及排水系统流程改造，已经达到正常的检测工作要求。近日以来，计量监测站水流量室经过认真的准备，积极开展电磁流量计及干式水表的测试工作。

由于路途较远，水流量室成员每天都早早乘车奔赴现场，为不影响文一污水站的正常水处理工作，还需要提前与一厂进行协调好测试工作事宜。油田范围内使用的电磁流量计类型比较很杂，厂家型号众多，每个厂家产品的接线方式都不尽相同，由于相当大部分电磁流量计使用年限较长，委托单位无法提供说明书，造成了无法正常开展测试工作，水流量室的技术人员通过现场请教采油厂相关技术人员、从公司网站下载产品说明书，向厂家电话联系搜集相关技术资料等措施，从各种渠道不断的积累检测知识，提高自身检测技术水平，以达到能够满足现场检测的要求。此外，面对污水介质的腐蚀性较强的特性，水流量室还加强对标准装置及附属设备的维护保养，以保证各项设备流程都能达到良好的备用状态。

篇6：电磁流量计在化工中的应用

电磁流量变送器由传感器和转换器两部分组成。被测流体的流量经传感器变换成感应电势, 然后再由转换器将感应电势转换成统一的直流标准信号 (4~20m A) 作为输出。

2 工作原理及安装注意事项

2.1 工作原理

电磁流量计的工作原理是以感应定律为基础的。当一个导体在电磁场中运动, 并且运动方向垂直于电磁场, 那么感应电动势垂直于导体运动方向和电磁场方向。电动势的值与导体的速度和磁通密度成正比。当导电流体以平均速度V (m/s) 通过一根内径为D (m) 的管子时, 在管子中存在一个均匀的磁通密度为B (T) 的磁场, 那么就可感应到一个垂直于电磁场方向和流动方向的电动势E (V) , 感应电势的方向可以由右手定则判断,

体积流量Q可以从下列方程中得到:

从方程 (1) 和方程 (2) 中得到:

因此, 电动势可表示为:

如果B是个常数, 那么从 (3) 中可以知道, Q与E成正比。只要测出E就可得到体积流量Q (m3/s) 。

2.2 安装注意事项

1) 变送器的安装位置, 要选择在任何时候测量导管内都能充满液体, 以防止由于测量导管内没有液体而指示不在零点所引起错觉。最好垂直安装, 减少由于液体流过在电极上出现气泡造成的误差。

2) 变送器的安装地点要远离一切磁源 (例如大功率电机、变压器等) , 不能有振动。

3) 管路设计应确保液体中不会分离出气体, 流量计应安装在阀的上游, 因为由于阀的作用, 使管道中压力降低, 从而产生气泡。

4) 电磁流量计的信号比较微弱, 在满量程时只有2.5~8 m V, 流量很小时, 输出仅有几微伏, 外界略有干扰就能影响测量的准确度。因此, 变送器的外壳、屏蔽线、测量导管以及变送器两端的管道都要接地。并且要求单独设置接地点, 绝对不要连接在电机、电器等公用地线或上下水道上。

5) 被测流体的流向与流量计的标记一致。

6) 为获得正常测量精确度, 电磁流量计传感器上游要有一定长度直管段, 90°弯头、T形管、同心异径管、全开闸阀后通常认为只需离中心线5倍直径 (5D) 长度的直管段, 不同开度的阀则需10D;下游直管段为 (2~3) D或无要求。

3 流量计选型考虑要点

3.1 衬里材料 (或直接与介质接触的测量管)

常用的衬里材料有氟塑料、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶和陶瓷等。氟塑料包括聚四氟乙烯 (F-4) 、全氟乙丙稀 (四氟乙烯和六氟丙烯共聚物, F-46, 习称FEP) 、四氟乙烯和乙烯共聚物 (F-40) 和四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚共聚物 (PFA) 。玻璃钢有用作衬里的也有单独制成测量管的。近几年有采用高纯氧化铝 (99.7%Al2O3) 陶瓷制成衬里的, 但只限于小口径传感器。

氯丁橡胶和玻璃钢用于非腐蚀性或弱腐蚀性液体, 如工业用水、废污水及弱酸碱。氟塑料具有优良的耐化学腐蚀性, 但耐磨性差, 不能用于测量矿浆液。氟塑料中最早应用的是聚四氟乙烯, 因与测量管间仅靠压贴, 无粘结力, 不能用于负压管道。聚氨酯橡胶有极好的耐磨耗性, 但耐酸碱的腐蚀性较差。氧化铝陶瓷有极好的耐磨性和对强酸碱的耐腐蚀性, 应用于具有腐蚀性的矿浆。

3.2 电极和接地环材料

电极对测量介质的耐腐蚀是选择材料首先考虑的因素, 其次考虑是否会产生钝化等表面效应和所形成的噪声。

接地环连接在塑料管道或绝缘衬里金属管道的流量传感器两端, 它们的耐腐蚀要求比电极低, 允许有一定腐蚀, 定期更换。通常选用耐酸钢或哈氏合金。

4 电磁流量计应用中常见故障的探讨

电磁流量计使用中的常见故障, 有的是由于仪表本身元器件损坏引起的故障, 有的是由于选用不当、安装不妥、环境条件、流体特性等因素造成的故障, 如显示波动、精度下降甚至仪表损坏等。它一般可以分为两种类型:安装调试时出现的故障 (调试期故障) 和正常运行时出现的故障 (运行期故障) 。

4.1 调试期故障

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最高点;或安装在自上而下的垂直管上, 可能出现排空。

2) 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, 尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等。

3) 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。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。

4.2 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, 常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层、雷电打击以及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。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。

2) 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励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途径引入, 尤其是从控制室电源线引入占绝大部分。

3) 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) 。

参考文献

[1]蔡武昌, 孙淮清, 纪纲.流量测量方法和仪表的选用.北京:化学工业出版社, 2001.

篇7：电磁流量计在化工行业的应用

【关键词】电磁流量计；化工行业；应用

0.概述

电磁流量计（Electromagnetic Flowmeter）是由直接接触管道介质的传感器和上端信号转换器两部分构成。它是基于法拉第电磁感应定律工作的，用来测量电导率大于5μs/cm的导电液体的流量，是一种测量导电介质流量的仪表。除了可以测量一般导电液体的流量外，还可以用于测量强酸、强碱等强腐蚀性液体和均匀含有液固两相悬浮的液体，如泥浆、矿浆、纸浆等。

电磁流量计

电磁流量计特别设计了带背光宽温的中文液晶显示器，功能齐全实用、显示直观、操作使用方便，可以减少其他电磁流量计英文菜单所带来的不便。另外我们独家设计4-6多电极结构，进一步保证了测量精度并且任何时候无需接地环，减轻了仪表体积和安装维护的麻烦。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。

采用电磁感应原理测量介质流体流速的电磁流量计。它在管道的两侧加一个磁场，被测介质流过管道就切割磁力线，在两个检测电极上产生感应电势，其大小正比于流体的运动速度。可以用于测量酸、碱、盐溶液、水煤浆、矿浆、砂浆灰泥、纸浆、树脂、橡胶乳、合成纤维浆和感光乳胶等各种悬浮物、气化汽和粘性物质的流量。电磁流量计密封性能好，还可用于自来水和地下水道系统。而且测量过程不与流体接触，适于制药、生物化学和食品工业。这种流量计还可检测血液流量。它的量程比约为100：1，精度一般为1%，由于这种传感器必须保持管道内电阻和测量电路阻抗之间有一定比例关系，因此在制造上有一定困难。当被测介质的电导率约为10欧姆·厘米时就开始产生困难，电导率更低时就产生原理性困难。当电导率为10欧姆·厘米时，就达到导电介质和电介质之间的“分界线”，热噪声电平随内阻的增大而显著增加。

电磁流量计是高精度、高可靠和使用寿命长的流量仪表，所以在设计产品结构、选材、制定工艺、生产装配和出厂测试等过程中每一个环节我们都非常细致讲究，还自行设计了一套中国最先进的，专用于电磁流量计的生产设备和流量实流标定装置，从而在软件和硬件上都能切实保证产品长期的高质量。电磁流量计特别设计了带背光宽温的中文液晶显示器，功能齐全实用、显示直观、操作使用方便，可以减少其他电磁流量计英文菜单所带来的不便。另外我们独家设计4-6多电极结构，进一步保证了测量精度并且任何时候无需接地环，减轻了仪表体积和安装维护的麻烦。

1.技术原理

1.1工作原理

电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法 拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。

1.2测量原理

根据法拉第电磁感应定律，当一导体在磁场中运动切割磁力线时，在导体的两端即产生感生电势e，其方向由右手定则确定，其大小与磁场的磁感应强度B，导体在磁场内的长度L及导体的运动速度u成正比，如果B，L，u三者互相垂直，则：

e=Blu（3-35）

与此相仿.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u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，两电极之间也特产生感生电动势：

e=BD（3-36）

式中，为管道截面上的平均流速.由此可得管道的体积流量为：

qv=（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。

2.电磁流量计的安装条件

按EMF自身的转换器与传感器组装方式分类，有分离型和一体型两种。如在污水厂中大口径流量计传感器大多安装在地下，所以建议选择IP68（防尘防潜水级），如果安装在地上，建议选择IP67（防尘防溅水级）。小口径以一体式为多。通常EMF对安装场所要求有：

a.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的下游；尽量满足前后直管段分别不小于5D和2D。

b.尽可能避免测量管内变成负压。

c.选择震动小的场所，特别对一体型仪表。

d.避免附近有大电机、大变压器等，以免引起电磁场干扰。

e.易于实现传感器单独接地的场所。

f.尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体。

g.尽可能避免受阳光直照。

3.电磁流量计的环境条件

一般仪表应用于爆炸性危险环境应按标准GB3836.1《爆炸性环境电气设备通用要求》的规定，选择适应使用场所环境的气氛、爆炸性混合物的分级分组、设备类型以及其他安全规则或标准的仪表。另外，外界磁场、电气干扰、环境温度和湿度也是EMF选型的考虑要点。

4.测量原理

（1）由于没有节流件，仪表几乎无压力损失，仅消耗10～20W的电功率，这点与节流的差压式流量计相比，其节能效果成为EMF发展的一大优势。

（2）EMF所得的体积流量，实际上不受流体密度、粘度、温度、压力、雷诺数以及在一定范围内电导率变化的影响。

（3）EMF测量范围很大，通常为20∶1～50∶1，每个量程又可从2%～100%线性测量，EMF的测量范围可涵盖紊流和层流两种速度分布状态，这是其他流量计不能与之相比拟的。

（4）测量原理是线性的，测量精确度高，反应速度快，可测脉动流量和快速累积总量，可测正反双向流量，传感器前后直管段要求低。

（5）耐腐蚀性能好，使用可靠，维护方便，寿命长。

但是，EMF不能测量电导率很低的液体，如石油制品和有机溶剂等；不能测量气体、蒸汽、和含有较多较大气泡的液体；受衬里材料和电极绝缘材料的温度限制，不能测量较高温度的液体。

5.电磁流量计在煤化工行业上的应用

电磁流量计虽然在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，测量精度高，但是也存在着一些问题，在煤化工行业主要应用在水煤浆流量测量和黑水流量测量等方面，下面将在这一领域使用遇到的问题和解决方法与大家共享。

篇8：电磁流量计应用概况和技术发展

电磁流量计 (EMF) 是利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, 它具有可靠性高、稳定性强、适用范围广、测量范围宽等特点。满量程流量时, 通常为0.5—10m/s, 国外有些产品可达0.3—12m/s。EMF的通径范围一般为10—2600mm。对日常生活用水、工业生产用的各种酸碱溶液的流量均能进行测量, 特别对固液两相流的测量, 是其它流量仪表不可取代的。

1 应用概况

1.1 国外

国外应用状况可从当前安装量和历史销售量两方面来考察。

1985年, 72家世界大型企业起用流量仪表7000余台, 其中, 电磁流量计占4.1%。1990年, 日本、西欧、美国三地区电磁流量计的销售量估计在7000—95000台之间, 约占流量仪表总销售量 (不包括家用水表和家用煤气表) 的4.5%—6.0%之间。现在, 世界范围电磁流量计安装数估计在65万—90万台之间。可见, 电磁流量计的市场需求逐年提高。

1.2 国内

在冶金工业中, 有较多电磁流量计用于高炉风口保护, 冷却水泻漏监测和连续铸造冷却水流量控制。在给水工程中, 一般用通径1m以上的大口径电磁流量计测量。上海苏州河污水治理工程中, 装用数台通径2m的电磁流量计。在食品业中, 有一定数量的电磁流量计用于啤酒生产过程和饮料制造过程的流量控制和计算。化工行业对电磁流量计的需求量最大, 用于化工生产过程中各种导电液体介质体积流量的测量。

2 技术发展动向

2.1 精确度不断提高

70年代, 电磁流量计的精度等级普遍以满量程的百分率表示, 在±1.5%—±2.5%之间;现在, 电磁流量计的精度等级大部分以测量值的百分率表示, 在±0.5%—±1%之间, 国外有些产品甚至达到±0.2%。仔细阅读他们的样本, 发现要达到规定的精确度, 必须在一定的参比条件下进行测试。如测试液体为水, 需要测试液体有较严格的电导率, 介质温度、环境温度和环境湿度必须衡定, 电源电压要稳定, 仪表安装位置适合, 管道安装稳固, 接地可靠, 仪表周围不能有强电磁场的干扰。若实际使用条件偏离上述条件, 精确度将难以保证。

若是测量固液两相的浆液, 由于固行物与载体液之间有滑差, 与用水校验的值有差别。国外有报告称, 固行物含量14%时, 电磁流量计误差为3%。我国的研究报告认为, 测量高含砂水的流量, 砂中直立径为0.035mm, 含砂量在17%—40%范围内, 含砂量多少对于实际过流没有引起明显规律性的变化。在泥沙模型及管道输砂实验中, 可按清水率定曲线来计算浑水流量, 其精确度不会超过3%。

2.2 激磁方式多样化

(1) 双频率激磁激磁电流由低频矩形波和高频矩形波重叠或串行而成, 采用两重频率采样, 得到高频和低频两种流量信号, 获得响应快, 抗低噪声能力强和零点稳定的电磁流量计。

(2) 频率可调整矩形波激磁.1987年德国Turbo Messtechnik公司推出商品名为Programmable Keyed Storage (PKS) 电磁流量计。它具有可编程序控制逻辑的激磁控制回路, 用户按使用条件在3—125HZ之间设定适合的脉冲频率。低频用于大管径仪表, 高频用于小管径仪表, 小容量分装系统以及测量浆液。该电磁流量计还有键控蓄能单元, 蓄能过程不发生热损耗, 功率损耗大为下降。

(3) 脉冲交流激磁Turbo Messtechnik推出商品名为Transmag脉冲交流激磁的电磁流量计, 流量信号幅值通常为矩形波激磁仪表的10倍, 具有较高的信噪比。用户可根据使用条件在5.5—1606HZ之间预置频率, 适用于纸浆, 矿浆, 甚至含有磁性颗粒的浆液。

2.3 测量灵敏度提高, 激磁功率降低, 实现本质安全防爆和采用干电池供电

(1) 本质安全防爆型以前由于激磁功率大, 应用于危险区内只能采用消极的隔爆型, 既电磁流量传感器外壳设计的使其内部产生火花或发生爆炸不会引起外部易爆性混合物爆炸, 从而使传感器结构笨重。现在激磁功率减小了3—4个数量级, 实现了本质安全防爆型 (亦称安全火花型设计) 既在故障状态下传感器内部产生的温度和火花不会引起外部爆炸性混合物爆炸, 使传感器外壳结构设计轻巧。

(2) 采用电池供电国外已有多家制造厂提供电池供电的EMF, 例如美国ABB, Kent—Tayler公司推向市场的VBC型和商业名Aguamag的仪表。Aguamag采用瞬间供电运行, 每隔15分钟给激磁线圈通电6秒, 电池寿命超过1年, 也可以由太阳能电池供电工作。例如日本爱知时计电机公司声称, 其SW型电磁流量计内藏电池可连续使用10年。

(3) 二线制仪表EFM通常由流量传感器和转换器两部分组成, 其间以激磁电缆和信号电缆连接, 即4线制。由于所需激磁功率和测量电路功耗的降低, 仪表可采用4—20m ADC输出信号回路供电, 即由24VDC电源在零信号输出电流 (即4m ADC) 时提供仪表全部功耗。仪表只有2根输出信号线对外连接, 所以称作二线制, 简化了布线工艺。代表性产品有日本三武霍尼韦尔的SMF—3000型和爱知时计的TAV型。

3 应用技术的研究

3.1 安装影响

通常规定电磁流量传感器上游直管段长度不少于5倍直径, 若长度不足则导致流动畸变, 测量值产生偏差, 不同生产厂家生产的电磁流量传感器产生的测量偏差值均不相同。这一影响需要生产厂家详细作出分析, 分析结果列入电磁流量传感器出厂说明书内, 以便使用者更加准确了解测量数据。

3.2 流体物理性能影响

通常认为EFM所测量体积流量不受液体电导率 (只要大于某一伐值) 、液体粘度、液体温度等参量的影响。然而随着仪表测量精确度的提高, 应用领域和测量介质的扩大, 用户根据使用经验怀疑这些认识。国际仪表用户协会 (WIB) 邀集8家制造厂对20台仪表组织应用研究, 实验数据表明, 这些影响量对基本误差为±0.5%—±1%的仪表是不容忽视的。

4 结论

篇9：电磁流量计的整体设计

【关键词】电磁流量计；ARM+DSP；HART通信接口实验环境；测试

1.电磁流量计方案选择

考虑到高端电磁流量计除满足流量结算、累积流量、空管检测等一般功能需要，还要有HART通信、WEB服务器等功能，以及实现数字滤波算法的需要，所以本系统在电磁流量计转换器的核心结构上采用ARM+DSP方式，組成一个高性能的计算平台。并由于双处理器板间通信布线的限制以及通用性的要求，进而选择了可编程逻辑器件，来实现ARM与DSP的串行转并行通信。

采用ARM+DSP的结构可以完成多项并行任务和复杂算法这两方面高端电磁流量计核心处理能力的需求；在通信上，传统的一般选用通用的逻辑器件，这样功耗大，布线麻烦，抗干扰性差，可实现的组合逻辑或时序逻辑功能简单，而采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)可以实现复杂的时序逻辑，和复在的脉冲声称功能，器件本身还具有在线调试功能，抗干扰性强的特点，所以在ARM和DSP两颗核心处理器上的通信上复杂可编程逻辑器件成为首选。

2.电磁流量计硬件结构设计

通过对电磁流量计的方案选择，并综合国内外电磁流量计产品的智能化、集成化、网络化的发展趋势，硬件系统结构如图所示。

硬件系统框图

电磁流量计的硬件子系统主要由双处理器模块、可编程逻辑器件模块、信号输入模块、励磁输出模块、信号输出模块、HART接口模块、WEB服务器接口模块、显示模块、调试接口模块、电源模块等组成。各模块的功能描述如下：

双处理器核心模块：由ARM处理器、DSP处理器、Flash、SRAM、FRAM以及相关电路构成最小系统，同时软件系统的硬件平台。

可编程逻辑器件模块：利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现ARM与DSP的串行转并行通信，并产生4-20mA电流输出脉冲、流量积算脉冲。

信号输入模块：将传感器输出的电极弱信号、参考信号以及反馈的励磁信号进行放大以及转化为数字量，以便送入数字信号处理器(DSP)进行软件滤波处理。

励磁输出模块：通过D/A转换器输出低幅值产生励磁信号，并通过功率放大输出给传感器，励磁信号方式由DSP控制产生。

信号输出模块：由程序控制的4-20mA电流、流量积算脉冲输出，模拟输出电路得到简化。

HART接口模块：ARM的UART1接口作为与HART输出板的接口，以便实现与控制系统的接口。

WEB服务器接口模块：由10M以太网控制芯片构成，以便软件上实现用户的远程在线修改仪表参数等功能。

显示模块：由51单片机、红外遥控接收器、OLED显示屏和按键组成，方便用户操作、观察流量信息。用户可以通过按键或红外遥控器进行系统参数设定，并有OLED显示屏显示瞬时流量、累积流量，同时为了满足不同语种的要求，本系统还可以显示英文界面。

调试接口模块：由JTAG接口和ISP接口组成。

电源模块：为整个系统提供多种等级的稳定可靠的电源。

3.电磁流量计软件功能设计

软件系统主要包含如下模块：信号采样模块、系统监控模块、系统算法实现模块、人际交互模块、芯片间的通讯程序模块和数字滤波模块。

3.1信号采集模块

信号采集模块完成对电极信号、参考信号、励磁电压信号、励磁电流信号的采集功能，在系统实现上，它是通过数字信号处理器(DSP)的中断来接受A/D转换器采集的数据，本系统采用了高精度的A/D转换器复杂可编程逻辑器件，此A/D芯片可以采集六路信息，它与DSP芯片直接相连，相互间的接口为DSP的多通道缓冲串行接口(McBSP)，要想实现数据的实时采集，必须先初始化A/D转换器，系统中是通过DSP中断程序1来实现给A/D送控制字，DSP中断程序2来采集需要的六路数据。

3.2系统监控模块

系统监控模块主要包含系统自诊断模块、系统功能检测模块、系统错误报警模块和系统日志模块。

系统自诊断模块完成对系统工作状态的诊断，判断系统工作是否正常，系统是否处于异常状态，根据不同的现象给出对应的出错报警。

系统功能检测模块完成系统可实现功能检测，检测的功能包括系统的显示、系统瞬时流量的仿真输出、系统的电流输出、系统的脉冲输出、被测流体的流向、数据存储器件FRAM、空管检测、绝缘检测、各参数的手动或自动调整，系统报警设置、累计流量复位。

系统错误报警模块完成系统由于异常事件而引起系统工作不正常，流量超过规定范围等给出出错报警。

系统日志模块完成系统工作情况的记录，如系统掉电次数、DSP复位记录、出错次数记录和出错内容、报警次数和报警内容。系统工作的励磁频率，系统的工作上下限，系统已完成的累计流量历史记录。这是增加系统与用户友好交互的一个功能。

3.3系统算法实现模块

系统算法实现模块完成系统进行的算法，包括瞬时流量的计算、累计流量的计算、励磁系数的调整、电流输出的计算、脉冲输出的计算、系统工作零点调节算法、系统电气零点调节算法、系统标定系数调节算法、系统正负满量程调节算法、瞬时流量表示方式转换算法等。

3.4人机交互模块

人机交互模块包括显示模块、按键检测模块和外部触发处理模块。

显示模块完成被测流体流向的显示、瞬时流量多种表示方式的显示、累计流量多种表示方式的显示、励磁系数放大增益的显示、电极数值的显示、参考数值的显示、系统菜单的显示、系统错误报警的显示等20多种显示信息。

按键检测模块完成按键被按下后所代表的数值，通知系统进行相应的操作。

外部触发处理模块完成外部触发按钮的响应任务，本系统设计的外部触发按钮主要是外部芯片复位、外部调零、外部累计流量复位。

3.5芯片间数据通信模块

数据通信模块完成ARM微处理器将DSP程序下载到DSP芯片的内部RAM中，以及ARM微处理器和DSP数字信号处理器之间数据的交换。本通讯模块是建立在DSP芯片内部具有的主机接口部件之上的，通过对它的编程设计来实现ARM微处理器和DSP实时数据传输。

3.6数字滤波模块

数字滤波模块完成对由A/D采集过来数据的数字滤波。本模块十分重要，它是在模拟滤波器无法消除各项干扰信号的基础上提出来的，它滤波效果的好坏直接影响到系统的零点稳定性、系统的精度要求。为了消除由于工频正弦波励磁而引起的系统零点不稳定，我们通过对大量现场数据的研究和分析，得出在某一频段范围内，工业现场周围环境对系统零点的影响几乎不存在，因此，我们提出了用本段频率作为正弦波的励磁频率，通过所设计的数字滤波器将其它干扰信号除去后，系统内所有数据均以此为基准，实现整个系统的零点稳定，高精度的要求。

4.结论

实验室和现场用户级测试表明，该系统具备良好的抗干扰能力以及稳定性，对固液两相难测流体如砂浆、矿浆等具有良好的应用效果，流量输出晃动等主要技术指标有明显优势。

【参考文献】

［１］蔡武昌，马中元.电磁流量计[M]．北京：中国石化出版社，2004，1-10.

［２］赵建，池巧枝.自动化仪表发展趋势的展望[J]．PLC&FA，2004，9（1）：1-2.

篇10：分体式电磁流量计的应用

关键词：德士古气化炉,水煤浆,衬里,信号噪音,电极

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。最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, 最大口径可达3m, 输出信号和被测流量成线性, 精确度较高, 可测量电导率≥1μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆的导电流体流量。目前的煤化工行业中德士古气化炉中的煤浆流量计大部分设计和选型中都采用的是电磁流量计, 但实际使用效果差异很大, 这一问题一直是煤化工行业专业人员讨论的难题。

1 水煤浆电磁流量计的工作原理

由于水煤浆特殊的物理特性, 使其测量难度很大。它含有60%以上的极细的煤固体颗粒, 再加上辅助添加剂, 在高压工况下, 其动力粘度高达800~1500m Pa.s, 介质对衬里的挤压和对电极的冲刷环境要求电磁流量计传感器的衬里与测量导管的附着性能以及电极的抗噪音和防渗漏性能有着很高的要求, 而且水煤浆是非牛顿流体, 设计管道流速很低, 在1.0m/s左右, 而且又有腐蚀性。经多年煤化工装置的运行比较的经验证明, 采用煤浆电磁流量计测量水煤浆流量是目前唯一可靠的方式。

电磁流量计测量的基本原理是法拉第电磁感应原理。导体在磁场中作相对运动感应出电动势由Ex=k BDv计算。感应电势E的大小正比于导体的运行速度v、导体宽度D及磁场强度B。电磁流量计两个测量电极间的距离是由流动介质形成的导体宽度D, 置于管道两侧的电磁线圈通电后产生电磁场, 强度为B。当被测的导电流体以平均流速v通过磁场时, 电极感应出一定的电动势E。转换器将所测的电动势E转换成4-20m A标准信号传送至控制室。

2 电磁流量计的结构及各部分的作用

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。直流磁路用永久磁铁来实现, 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, 并导致两电极之产蝗内阻增大, 因而严重影响仪表正常工作。当管道直径较大时, 永久磁铁相应也很大, 笨重且不经济, 所以电磁流量计一般采用交变磁场。

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, 而在水煤浆场合, 由于高压煤浆对电极的冲刷会产生信号噪音, 通常有技术经验的制造厂会采用低噪音电极来降低冲刷噪音。

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, 其作用是防止感应电势被金属测量导管管壁短路, 并可适应测量导管的抗腐蚀性和耐磨性。在水煤浆场合衬里材料多为耐腐蚀、耐磨的工程橡胶和聚四氟乙烯塑料 (PTFE) 。

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。

3 电磁流量计的选型

电磁流量计的合理选用及正确安装对提高流量计的测量精度和延长仪表寿命, 都是极其重要的。其选用原则有以下四点:

3.1 被测流体必须是导电液体, 它不能测量气体、蒸汽、石油制品、甘油、酒精等物质, 也不能测量

纯净水, 传感器的衬里很重要, 必需稳定、耐压、耐磨。

3.2 口径与量程的选择。

流量计的量程根据不低于预计的最大流量值的原则选择满量程刻度, 常用流量最好超过满量程的50%, 这样可获得较高的测量精度。常用流速为2-4m/s最合适。电极要有降噪功能的低噪音电极。

3.3 压力的选择:使用压力必须低于电磁流量计额定工作压力, 一般不超过16×105Pa.

3.4 温度的选择。被测介质温度不能超过衬里材料的容许使用温度, 在高压状态下, 一般≤120℃。

4 电磁流量计的安装

4.1 安装位置。

电磁流量计可以垂直、水平安装, 但推荐垂直安装, 且被测流体是自下而上流动。也可以水平安装, 但要使两电极在同一水平面上。水平安装时要保证在何时测量导管都充满液体。

4.2 电磁流量计信号比较弱, 满量程时只有

几毫伏, 且流量很小时, 只有几微伏, 外界稍有干扰就会影响到测量精度。因此, 流量计的外壳、屏蔽线、测量导管都要接地。要单独设置接地点, 千万不要连接在电机或上、下管道上。

4.3 流量计的安装地点要远离一切磁源 (如大功率电机、变压器等) 。

4.4 电磁流量计是速度式流量计。

当流线颁布不符合设定条件时, 将产生测量误差。因此, 在电磁流量计前必须有5~10D左右的直管段, 以消除各种局部阻力对流线分布对称性的影响。

5 科隆电磁流量计在德士古气化炉中的使用情况

5.1 流速的问题。

在现场实际运行过程中, 德士古气化炉所用的煤浆泵多是FELUWA软管隔膜式活塞泵, 我公司电磁流量计的工作压力为6.0Mpa, 正常流量为25 m3/h, 煤浆管线是DN150, 根据此管径及流量计算, 流速达不到0.5m/s, 这是通常流量计运行不稳定的重要原因之一。

5.2 衬里的问题。

由于煤浆管线压力达6.0Mpa, 煤浆固体颗粒冲刷比较严重, 所以在衬里的材料选择中应慎重考虑。科隆电磁流量计选择了耐冲刷, 耐磨损的增强聚四氟乙烯 (ETFE) 材料。自投用5年以来, 衬里完好无损。

5.3 安装的问题。

从电磁流量计的测量原理及安装注意事项里看, 电磁流量计的安装可以选择水平安装, 也可以选择竖直安装。我公司煤浆流量计在水平管道和竖直管道均有使用, 但从整体运行情况来看, 水平管道运行效果良好。

结束语

随着煤化工的发展与应用, 化工工艺千变万化, 使电磁流量计扩大了应用范围。在实际使用中会遇到各种各样的技术难题, 在流量计的厂家选择中会更谨慎, 建议最好能选择在同类行业中有使用业绩的生产厂家, 以保证整个生产的安全稳定运行。

参考文献

[1]梁国伟.流量测量技术及仪表[M].北京:机械工业出版社, 2002.[1]梁国伟.流量测量技术及仪表[M].北京:机械工业出版社, 2002.

篇11：浅谈电磁流量计的特点与故障分析

【关键词】电磁流量计；技术特点；故障；分析

一、前言

电磁流量计（EMF）在化工领域有着广泛的用途，在满足现场监测显示的同时可输出标准电流信号（4～20mA），供数据记录，调节和控制使用。EMF广泛的应用于塑料、石油化工、轻重工业等各个行业工艺管道内导电介质的液体流量计量。EMF除测量一般导电液体外，还可测量导电的液固两相流，高黏度液体及盐类，强酸，强碱等液体的流量。

二、电磁流量计工作原理和技术特点

电磁流量计具有防水、防腐、防干扰、防雷击的能力。电磁流量计设计了中文液晶显示器，功能齐全实用、显示直观、操作使用方便。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。电磁流量计是采用电磁感应原理测量介质流体流速的。它在管道的两侧加一个磁场，被测介质流过管道就切割磁力線，在两个检测电极上产生感应电势，其大小正比于流体的运动速度。

电磁流量计密封性能好，还可用于自来水和地下水道系统。而且测量过程不与流体接触，适于制药、生物化学和食品工业。这种流量计还可检测血液流量。它的量程比约为100：1，精度一般为1%，由于这种传感器必须保持管道内电阻和测量电路阻抗之间有一定比例关系，因此在制造上有一定困难。当被测介质的电导率约为10欧姆·厘米时就开始产生困难，电导率更低时就产生原理性困难。当电导率为10欧姆·厘米时，就达到导电介质和电介质之间的“分界线”，热噪声电平随内阻的增大而显著增加。

技术特点有：

（1）管道内无可动部件，无阻流部件，测量中几乎没有附加压力损失。

（2）测量结果与流速分布、流体压力、温度、密度、粘度等物理参数无关。

（3）在现场可以根据用户实际需要在线修改量程。

三、电磁流量计的优缺点

1.电磁流量计（EMF）优点

（1）EMF的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管，因不易阻塞适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体，如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等。

（2）EMF不产生因检测流量所形成的压力损失，仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力，节能效果显著，对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。

（3）EMF所测得的体积流量，实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率（只要在某阈值以上）变化明显的影响。

（4）与其他大部分流量仪表相比，前置直管段要求较低。

（5）EMF测量范围度大，通常为20：1～50：1，可选流量范围宽。

（6）EMF的口径范围比其他品种流量仪表宽，从几毫米到3m。可测正反双向流量，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。

（7）易于选择与流体接触件的材料品种，可应用于腐蚀性流体。

2.电磁流量计（EMF）缺点

（1）EMF不能测量电导率很低的液体，如石油制品和有机溶剂等。不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。

（2）通用型EMF由于衬里材料和电气绝缘材料限制，不能用于较高温度的液体；有些型号仪表用于过低于室温的液体，因测量管外凝露或霜而破坏绝缘。

四、电磁流量计常见故障分析

1.调试期故障

调试期待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道最高点；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道非满管。

（2）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，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。

（3）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。

2.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，常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层、雷电打击以及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。

（2）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励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途径引入，尤其是从控制室电源线引入占绝大部分。

（3）环境条件变化

在调试期间由于环境条件尚好，流量计工作正常，此时往往容易疏忽安装条件。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。

五、电磁流量计（EMF）的应用领域

电磁流量计（EMF）应用领域广泛。小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物工程等有卫生要求的场所。中小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所，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、化学工业的强腐蚀液以及钢铁工业高炉风口冷却水控制，长距离管道煤的水力输送的流量测量和控制。大口径仪表较多应用于给排水工程。

现在电磁流量计（EMF）已广泛地应用于化工、氟化工、污水、生产用水、环保、冶金、钢铁、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。用于测量酸、碱、盐溶液、水煤浆、矿浆、砂浆灰泥、纸浆、树脂、塑料、橡胶乳、合成纤维浆和感光乳胶等诸多方面的各种悬浮物、气化汽和粘性物质的流量。

六、结束语

随着工业的快速发展，对流量测量的准确度和范围要求越来越高，为了适应多种用途，各种类型的流量计相继问世，提高电磁流量计的测量精度和质量，降低操作维修费用，提高其自动化程度和使用性能等是电磁流量计发展的主要趋势。

参考文献

[1]梁国伟，蔡武昌.流量测量技术及仪表[M].北京：机械工业出版社，2002.