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【摘 要】本文介绍了电磁流量计的工作原理，并且提出了工程应用过程中设计选型的基本原则，以及安装过程中需注意的一些问题。
【关键词】电磁流量计 选择及应用
一、原理
电磁流量计EMF（Electromagnetic Flow meter）的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力运动时在其两端产生感应电动势。
图1 感应电势产生原理图
图2
如图1所示，电磁流量计的测量管外面装有线圈，产生与流体流向垂直的交变磁场，当导电液体流过时，切割磁力线而产生感应电动势，此电动势与平均流速成正比并由测量管上的两个电极测出，其值如下：
E=kBDV
E—感应电动势
k—系数
B—磁感应强度，T
D—测量管内径，m
V—平均流速，m/s
设液体的体积流量为Qv（m3/s），Qv=πD2V/4，则E=（4kB/πD）Qv，式中K为仪表常数，K=4kB/πD。
二、电磁流量计的选择
（一）口径、流速的选择电磁流量计口径不一定与管径相同，应视流量而定。
管道的经济流速一般是1.5～3m/s，如果流速偏低，从测量精度角度考虑，需要在安装仪表位置缩径，并且保证前后直管段，或者用异径管连接。电磁流量计满度流量时，液体流速可在1～10m/s范围内选用。上限流速在原理上是不受限制的，但通常建议不超过5m/s，除非衬里材料能承受液体冲刷，实际应用很少超过7m/s，超过10m/s则更为罕见。满度流量的流速下限一般为1m/s，有些型号仪表则为0.5m/s。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。
（二）精度等级和功能的选择
通用型电磁流量计的性能有较大差别，有些精度高、功能多，有些精度低、功能简单。精度高的仪表基本误差为（±0.5%～±1%）R，精度低的仪表则为（±1.5%～±2.5%）FS，两者价格相差1～2倍。因此在测量精度要求不很高的情况下，选用高精度仪表在经济上是不合算的。
（三）其他注意事项
根据现场实际情况，本着安装使用和维护方便的原则，建议选用传感器和变送器一体型的电磁流量计。
三、电磁流量计的安装
（一）电磁流量计安装位置的选择
1.首先，电磁流量计必须处于一个干燥通风的地方，不能是潮湿和容易积水的地方安装；其次，要尽量避开淋雨和强光照射，周围的环境湿度必须要小于85%，温度也必须要小于60℃，这样才能保证电磁流量计处于一个正常的工作状态；最后，电磁流量计必须要避开周围设有大电机和大变压器这些具有强电磁场的设备，因为这些机器会影响到传感器的工作磁场，同时发出的信号也会收到干扰；2.对分体型电磁流量计，转换器安装尽量靠近传感器，最好安装在室内，如果安装在室外，应采取防止日晒雨淋的必要措施，而且要方便于维修，适于活动的地方；3.电磁流量计安装的区域不能有强烈的震动，两侧的管道要加固支撑，不能安装在抽吸侧，阀门也应当安装在流量计的下游，最理想的位置就是在水泵的后端。
（二）电磁流量计的安装要求
1.传感器既可安装在水平管道上，也可以安装在竖直管道上。在水平管道上安装，传感器的电极连线应保持水平位置，如果介质中含有气泡或者产生沉淀，不至于造成转换器输入端开路的现象。如果传感器的电极是垂直安装的话，位于下面的电极容易沾污，被沉淀物遮盖，位于上面的电极被气泡遮盖，造成仪表产生偏差和故障。在竖直管道上安装，液体流动方向应该自下而上，保证传感器始终充满介质；2.测量管必须要在所有的时间内让管内充满介质，当满管时才能给出准确的测量，如果说安装流量计的位置有偏差，不能满管时，就要采取一定的措施使其满管。但是不可以在管道的最高点和出水口安装流量计，这样会影响测量值。如图2所示；3.为了延长电磁流量计的使用寿命，针对液固两相流体，最好采用垂直安装。避免传感器衬里磨损不均造成的故障；4.安装前后直管段为前面≥5D，后面≥2D～3D；5.缩径时的安装方法：当介质流速达不到要求时，应当选用较小口径的流量计，这时应使用异径锥管或修改部分管道，使其与传感器口径一致，但前后直管段至少须满足：前直管段≥5D，后直管道≥2D～3D。
四、电磁流量计的使用和维护
在电磁流量计的使用过程中，通常会出现两种故障类型：一是安装调试时出现的故障（调试期故障）；二是正常运行时出现的故障（运行期故障）。这些故障的产生有些可能是自身的零件损坏造成的，很多可能是因为外在的原因，如在安装的过程中，选用不当、安装不妥，以及一些外界环境的影响，都会导致电磁流量计出现故障。
（一）调试期故障
在仪表安装的调试阶段出现的由于安装不妥、环境干扰以及流体热性等原因引起的故障称为调试期故障，这种故障排除之后，在以后使用过程中，相同的条件下不会再次出现这种故障。
1.安装方面。传感器在安装的过程中，安装位置不当会导致故障的产生，例如：传感器安装在容易积聚气体的管道最高点，或者是自上而下的垂直管道上，这些地方都会影响到测量；2.环境方面。通常主要是受一些电流和电磁波的干扰，管道杂散电流会干扰电磁流量计的使用，但这种情况下使用良好的单独接地保护就可以避免，而电磁波的干扰是来自信号电缆引入的，这种情况下就需要单层或者多层屏蔽来保护；3.流体方面。当被测的液体中含有较大的气泡，就会导致仪表输出信号出现很大的波动，当气泡大到可以遮盖住整个电极表面时，气泡流过电极会使电极出现短路的情况，致使信号出现更大的波动。
（二）运行期故障
电磁流量计经过调式并正常运行一段时间后出现的故障称为运行期故障。这种故障的产生一般都是由外界原因引起的，例如：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。1.传感器内壁附着层。这种故障主要是由于传感器内壁积聚附着脏污物质产生的，当电磁流量计测量脏污流体时，经过一段时间，内壁附着物过多，故障就是由于附着层的电导率太大或太小引起的，所以在使用电磁流量计时，要及时清理测量管内的附着物。2.雷电打击。雷电打击主要是通过电源线和励磁线圈以及传感器与转换器之间的流量信号线产生，雷击容易在仪表线路中感应出高压电和浪涌电流，这样就会损坏仪表，产生故障。3.环境条件变化。在调试期间，环境是不断变化的，在没有任何干扰的情况下，流量计可以正常的运行，但是当环境中出现了新的干扰，就会影响到仪表的正常工作，输入的信号就会出现波动，这种新的干扰例如：流量计附近安装大型变压器，管道上进行了电焊。
五、结束语
电磁流量计现在在很多的领域都得到了广泛的应用，因为自身具有很大的优势，它作为流动的流量测量仪表，测量的范围变大了，而且对于一些管道的要求也不高。现在随着信息化和智能化的快速发展，在国外引进的智能化电磁流量计，功能性更强，操作方便快捷，向着更科学化方向发展，但是要发挥其最大的优越性，离不开设计选型和电磁流量计的安装，如果安装不当，会给企业带来不必要的损失，也会阻碍电磁流量计的推广和应用，所以说在整个工程应用中，对于电磁流量计的正确选型和安装我们要有足够的重视。
参考文献：
[1]陆道明 朱自明 《电磁流量计实用基础》 2003.12
[2]ABG仪表集团 电磁流量计在工程中的应用 2009.6
[3]施和平 电磁流量计在供水行业中的应用 2005.7
【关键词】电磁流量计 选择及应用
一、原理
电磁流量计EMF（Electromagnetic Flow meter）的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力运动时在其两端产生感应电动势。
图1 感应电势产生原理图
图2
如图1所示，电磁流量计的测量管外面装有线圈，产生与流体流向垂直的交变磁场，当导电液体流过时，切割磁力线而产生感应电动势，此电动势与平均流速成正比并由测量管上的两个电极测出，其值如下：
E=kBDV
E—感应电动势
k—系数
B—磁感应强度，T
D—测量管内径，m
V—平均流速，m/s
设液体的体积流量为Qv（m3/s），Qv=πD2V/4，则E=（4kB/πD）Qv，式中K为仪表常数，K=4kB/πD。
二、电磁流量计的选择
（一）口径、流速的选择电磁流量计口径不一定与管径相同，应视流量而定。
管道的经济流速一般是1.5～3m/s，如果流速偏低，从测量精度角度考虑，需要在安装仪表位置缩径，并且保证前后直管段，或者用异径管连接。电磁流量计满度流量时，液体流速可在1～10m/s范围内选用。上限流速在原理上是不受限制的，但通常建议不超过5m/s，除非衬里材料能承受液体冲刷，实际应用很少超过7m/s，超过10m/s则更为罕见。满度流量的流速下限一般为1m/s，有些型号仪表则为0.5m/s。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。
（二）精度等级和功能的选择
通用型电磁流量计的性能有较大差别，有些精度高、功能多，有些精度低、功能简单。精度高的仪表基本误差为（±0.5%～±1%）R，精度低的仪表则为（±1.5%～±2.5%）FS，两者价格相差1～2倍。因此在测量精度要求不很高的情况下，选用高精度仪表在经济上是不合算的。
（三）其他注意事项
根据现场实际情况，本着安装使用和维护方便的原则，建议选用传感器和变送器一体型的电磁流量计。
三、电磁流量计的安装
（一）电磁流量计安装位置的选择
1.首先，电磁流量计必须处于一个干燥通风的地方，不能是潮湿和容易积水的地方安装；其次，要尽量避开淋雨和强光照射，周围的环境湿度必须要小于85%，温度也必须要小于60℃，这样才能保证电磁流量计处于一个正常的工作状态；最后，电磁流量计必须要避开周围设有大电机和大变压器这些具有强电磁场的设备，因为这些机器会影响到传感器的工作磁场，同时发出的信号也会收到干扰；2.对分体型电磁流量计，转换器安装尽量靠近传感器，最好安装在室内，如果安装在室外，应采取防止日晒雨淋的必要措施，而且要方便于维修，适于活动的地方；3.电磁流量计安装的区域不能有强烈的震动，两侧的管道要加固支撑，不能安装在抽吸侧，阀门也应当安装在流量计的下游，最理想的位置就是在水泵的后端。
（二）电磁流量计的安装要求
1.传感器既可安装在水平管道上，也可以安装在竖直管道上。在水平管道上安装，传感器的电极连线应保持水平位置，如果介质中含有气泡或者产生沉淀，不至于造成转换器输入端开路的现象。如果传感器的电极是垂直安装的话，位于下面的电极容易沾污，被沉淀物遮盖，位于上面的电极被气泡遮盖，造成仪表产生偏差和故障。在竖直管道上安装，液体流动方向应该自下而上，保证传感器始终充满介质；2.测量管必须要在所有的时间内让管内充满介质，当满管时才能给出准确的测量，如果说安装流量计的位置有偏差，不能满管时，就要采取一定的措施使其满管。但是不可以在管道的最高点和出水口安装流量计，这样会影响测量值。如图2所示；3.为了延长电磁流量计的使用寿命，针对液固两相流体，最好采用垂直安装。避免传感器衬里磨损不均造成的故障；4.安装前后直管段为前面≥5D，后面≥2D～3D；5.缩径时的安装方法：当介质流速达不到要求时，应当选用较小口径的流量计，这时应使用异径锥管或修改部分管道，使其与传感器口径一致，但前后直管段至少须满足：前直管段≥5D，后直管道≥2D～3D。
四、电磁流量计的使用和维护
在电磁流量计的使用过程中，通常会出现两种故障类型：一是安装调试时出现的故障（调试期故障）；二是正常运行时出现的故障（运行期故障）。这些故障的产生有些可能是自身的零件损坏造成的，很多可能是因为外在的原因，如在安装的过程中，选用不当、安装不妥，以及一些外界环境的影响，都会导致电磁流量计出现故障。
（一）调试期故障
在仪表安装的调试阶段出现的由于安装不妥、环境干扰以及流体热性等原因引起的故障称为调试期故障，这种故障排除之后，在以后使用过程中，相同的条件下不会再次出现这种故障。
1.安装方面。传感器在安装的过程中，安装位置不当会导致故障的产生，例如：传感器安装在容易积聚气体的管道最高点，或者是自上而下的垂直管道上，这些地方都会影响到测量；2.环境方面。通常主要是受一些电流和电磁波的干扰，管道杂散电流会干扰电磁流量计的使用，但这种情况下使用良好的单独接地保护就可以避免，而电磁波的干扰是来自信号电缆引入的，这种情况下就需要单层或者多层屏蔽来保护；3.流体方面。当被测的液体中含有较大的气泡，就会导致仪表输出信号出现很大的波动，当气泡大到可以遮盖住整个电极表面时，气泡流过电极会使电极出现短路的情况，致使信号出现更大的波动。
（二）运行期故障
电磁流量计经过调式并正常运行一段时间后出现的故障称为运行期故障。这种故障的产生一般都是由外界原因引起的，例如：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。1.传感器内壁附着层。这种故障主要是由于传感器内壁积聚附着脏污物质产生的，当电磁流量计测量脏污流体时，经过一段时间，内壁附着物过多，故障就是由于附着层的电导率太大或太小引起的，所以在使用电磁流量计时，要及时清理测量管内的附着物。2.雷电打击。雷电打击主要是通过电源线和励磁线圈以及传感器与转换器之间的流量信号线产生，雷击容易在仪表线路中感应出高压电和浪涌电流，这样就会损坏仪表，产生故障。3.环境条件变化。在调试期间，环境是不断变化的，在没有任何干扰的情况下，流量计可以正常的运行，但是当环境中出现了新的干扰，就会影响到仪表的正常工作，输入的信号就会出现波动，这种新的干扰例如：流量计附近安装大型变压器，管道上进行了电焊。
五、结束语
电磁流量计现在在很多的领域都得到了广泛的应用，因为自身具有很大的优势，它作为流动的流量测量仪表，测量的范围变大了，而且对于一些管道的要求也不高。现在随着信息化和智能化的快速发展，在国外引进的智能化电磁流量计，功能性更强，操作方便快捷，向着更科学化方向发展，但是要发挥其最大的优越性，离不开设计选型和电磁流量计的安装，如果安装不当，会给企业带来不必要的损失，也会阻碍电磁流量计的推广和应用，所以说在整个工程应用中，对于电磁流量计的正确选型和安装我们要有足够的重视。
参考文献：
[1]陆道明 朱自明 《电磁流量计实用基础》 2003.12
[2]ABG仪表集团 电磁流量计在工程中的应用 2009.6
[3]施和平 电磁流量计在供水行业中的应用 2005.7