电磁流量计应用概况

    1. 应用领域

    大口径仪表多应用于给排水工程。中小口径仪表常用于固液两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和监漏。长距离管道煤的水力输送的流量测量和控制。小口径、微小口径仪表常用于医药工业、食品工业、生物工程等有卫生要求的场所。

    2. 准确度等级和功能

    市场上通用型电磁流量计的性能有较大差别。有些准确度高、功能多。有些准确度低、功能简单。准确度高的仪表基本误差为（±0.5%～±1%）R。准确度低的仪表则为（±1.5%～±2.5%）R。两者价格相差1～2倍。因此测量准确度要求不高的场所（例如非贸易核算仅以控制为目的。只要求高可靠性和优良重复性的场所）。选用高精度仪表从经济角度考虑是不合算的。

    有些型号仪表声称有更高的准确度。基本误差仅（±0.2%～±0.3%）R。但有严格的安装要求和参比条件。例如环境温度为20℃～22℃。前后置直管段长度要求分别大于10D、3D（通常为5D、2D）。甚至提出流量传感器要与前后置直管组成一体在流量标准装置上作实流校准。以减少夹装不善的影响。

    市场上的电磁流量计的功能差别也很大。简单的只用于测量单向流量。只输出模拟信号带动后位仪表；多功能仪表有测双向流、量程切换、上下限流量报警、空管和电源切断报警、小信号切除、流量显示和总量计算、自动核对和故障自诊断、与上位机通信和运动组态等。

    3. 流速、满度流量、范围度和口径

    选定仪表口径不一定与管径相同。应视流量而定。流程为工业输送水等黏度不同的液体。管道流速一般是经济流速（1.5～3）m/s。电磁流量计用在这样的管道上。传感器口径与管径相同即可。

    电磁流量计满度流量时液体流速可在（1～10）m/s范围内选用。且范围是比较宽的。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。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。有些新建工程运行初期流量偏低或在流速偏低的管系。从测量准确度角度考虑。仪表口径应改用小管径。以异径管连接。

    用于易黏附、沉积、结垢等流体的测量时。选用流速不低于2m/s的流量计。最好提高到（3～4）m/s或以上。起到自清扫、防止黏附沉积等作用。用于矿浆等磨耗性强的流体。常用流速应低于（2～3）m/s。以降低对衬里和电极的磨损。

    测量接近阈值的低电导液体时。应尽可能选定较低流速（小于0.5m/s～1m/s）的流量计。因流速提高流动噪声会增加。而出现输出晃动现象。

    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。国内可以提供的定型产品的口径从10mm到3000mm。虽然实际应用还是以中小口径居多。但与大部分其他原理的流量仪表（如容积式、涡轮式、涡街式或科里奥利质量式等）相比。大口径仪表占有较大比重。某企业近万台仪表中。50mm以下小口径、（65～250）mm中口径、（300～900）mm大口径、1000mm以上超大口径分别占37%、45%、15%和3%。

    4. 液体电导率

    使用电磁流量计的前提是被测液体必须是导电的。不能低于阈值（即下限值）。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用。超过阈值即使变化也可以测量。示值误差变化不大。通用型电磁流量计的阈值在（10^-4～5×10^-6）S/cm之间。视型号而异。使用时还取决于传感器和转换器间的流量信号线长度及其分布电容。制造厂使用说明书中通常规定电导率相对应的信号线长度。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^-1）S/cm之间。低度蒸馏水为10^-5S/cm。因此。流量计的使用均不存在问题。但是。石油制品和有机溶剂电导率过低就不能使用。从资料上查到有些纯液或水溶液电导率较低。认为不能使用。然而实际工作中会遇到因含有杂质而能使用的实例。这类杂质对增加电导率有利。对于水溶液。资料中的电导率是用纯水配比在实验室测得的。实际使用的水溶液可能用工业用水配比。电导率将比查得的要高。也有利于流量测量。

    根据使用经验。实际应用的液体电导率最好要比仪表制造厂规定的阈值至少大一个数量级。因为制造厂仪表规范规定的阈值是在各种使用条件较好状态下可测量的最低值。其受到一些使用条件的限制。如电导率均匀性、连接信号线、外界噪声等。会出现输出晃动现象等。我们在测量低度蒸馏水或去离子水（其电导率接近阈值5×10^-6S/cm）时。就多次遇到使用时出现输出晃动的现象。

    5. 液体中含有混入物

    混入成泡状流的微小气泡仍可正常工作。但测得的是含气泡体积的混合体积流量；如气体含量增加到形成弹（块）状流。因电极可能被气体盖住使电路瞬时断开。出现输出晃动甚至不能正常工作的现象。

    含有非铁磁性颗粒或纤维的固液两相流体同样可测得两相的体积流量。固体含量较高的流体（如钻井泥浆、钻探固井水泥浆、纸浆等）实际上已属非牛顿流体。由于固体在载体液中一起流动。两者之间有滑动。速度上有差别。单相液体校验的仪表用于固液两相流体测量时会产生附加误差。

    当浆液内有较大颗粒擦过电极表面时。在频率较低的矩形激磁的电磁流量计中会产生尖峰状浆液噪声。使流量信号不稳。这时就要选用较高频率的仪表或有较强抑制浆液噪声能力的仪表。也可选用市电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通常的电磁流量计。因测量管内磁导率受铁磁体的不同含量而变化。会产生测量误差。但在磁路中置有磁通检测线圈补偿的电磁流量计。可减小混入铁磁体的影响。

    对含有矿石颗粒的矿浆应用。应注意对传感器衬里的磨损程度。测量管内径扩大会产生附加误差。这种场合应选用耐磨性较好的陶瓷衬里或聚氨酯橡胶衬里。同时建议传感器安装在垂直管道上。使管道磨损均匀。消除水平安装下半部局部磨损严重的缺点。也可以在传感器进口端加装喷嘴形护套。相对延长使用期。