电磁流量计原理 流量计是如何工作的

电磁流量计原理（一）
1. 概 述



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电磁流量计（以下简称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。50年代初EMF实现了工业化应用，近年来世界范围EMF产量约占工业流量仪表台数的5%～6.5%。

70年代以来出现键控低频矩形波激磁方式，逐渐替代早期应用的工频交流激磁方式，仪表性能有了很大提高，得到更为广泛的应用。

2. 原理与机构



　EMF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线运动时在其两端产生感应电动势。如图1所示，导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”，其值如下式


式中 E-----感应电动势，即流量信号，V;
k-----系数；
B-----磁感应强度，T；
D----测量管内径，m；
--- 平均流速，m/s。
设液体的体积流量为
，则
式中 K 为仪表常数，K= 4 KB/πD 。

EMF由流量传感器和转换器两大部分组成。传感器典型结构示意如图2，测量管上下装有激磁线圈，通激磁电流后产生磁场穿过测量管，一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电势，送到转换器。激磁电流则由转换器提供。

3、 优 点



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。

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较为适合。

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。

与其他大部分流量仪表相比，前置直管段要求较低。
EMF测量范围度大，通常为20：1～50：1，可选流量范围宽。满度值液体流速可在0.5～10m/s内选定。有些型号仪表可在现场根据需要扩大和缩小流量（例如设有4位数电位器设定仪表常数）不必取下作离线实流标定。

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。

易于选择与流体接触件的材料品种，可应用于腐蚀性流体。


4、 缺 点



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。

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。

5、 分 类



市场上通用型产品和特殊型仪表可以从不同角度分类。

如按激磁电流方式划分，有直流激磁、交流（工频或其他频率）激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁。几种激磁方式的波形见图3。

按输出信号连线和激磁（或电源）连线的制式分类，有四线制和二线制。
按转换器与传感器组装方式分类，有分离型和一体型。

按流量传感器与管道连接方法分类，有法兰连接、法兰夹装连接、卫生型连接和螺纹连接。

按流量传感器电极是否与被测液体接触分类，有接触型和非接触型。按流量传感器结构分类，有短管型和插入型。

按用途分类，有通用型、防爆型、卫生型、防侵水型和潜水型等。

涡轮流量计现场安装需要注意哪些事项要求：

涡轮流量计对于防爆型产品的要求：为了仪表安全正常使用，应复核防爆型流量计的使用环境是否与用户防爆要求规定相符，且安装使用过程中，应严格遵守国家防爆型产品使用要求，用户不得自行更改防爆系统的连接方式，不得随意打开仪表。选型在规定的流量范围内，防止超速运行，以保证获得理想准确度和保证正常使用寿命。安装流量计前应清理管道内杂物：碎片、焊渣、石块、粉尘等推荐在上游安装5微米筛孔的过滤器用于阻挡液滴和沙粒。流量计投运时应缓慢地先开启前阀门，后开启后阀门，防止瞬间气流冲击而损害涡轮。加润滑油应按告示牌操作，加油的次数依气质洁净程度而定，通常每年2-3次。由于试压、吹扫管道或排气造成涡轮超速运转，以及涡轮在反向流中运转都会可能使流量计损坏。流量计运行时不允许随意打开前.后盖，更动内部有关参数，否则将影响流量计的正常运行。小心安装垫片，确保没有突出物进入管道，以防止干扰正常的流量测量。流量计在标定时要在流量计取压口上采集压力。
　　
对直管段的要求：流量计必须水平安装在管道上（管道倾斜在5以内），安装时流量计轴线应与管道轴线同心，流向要一致。流量计上游管道长度应有不小于2D的等径直管段，如果安装场所充许建议上游直管段为20D、下游为5D。
　　
对配管的要求：流量计安装点的上下游配管的内径与流量计内径相同。
　　
对旁通管的要求：为了保证流量计检修时不影响介质的正常使用，在流量计的前后管道上应安装切断阀门（截止阀），同时应设置旁通管道。流量控制阀要安装在流量计的下游，流量计使用时上游所装的截止阀必须全开，避免上游部分的流体产生不稳流现象。
　　

对外部环境的要求：流量计安装在室内，必须要安装在室外时，一定要采用防晒、防雨.防雷措施，以免影响使用寿命。
　　

对介质中含有杂质的要求：为了保证流量计的使用寿命，应在流量计的直管段前安装过滤器。安装场所：流量计应安装在便于维修，无强电磁干扰与热辐射的场所
　　
对安装焊接的要求：用户另配一对标准法兰焊在前后管道上。不允许带流量计焊接！安装流量计前应严格清除管道中焊渣等脏物，用等径的管道（或旁通管）代替流量计进行吹扫管道。以确保在使用过程中流量计不受损坏。安装流量计时，法兰间的密封垫片不能凹入管道内。

扩展阅读：铭宇自控流量计