電磁流量計是基于法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行工作，用來測量導(dǎo)電性的液體或兩相介質(zhì)，要求其電導(dǎo)率一般應(yīng)大于5μS/cm，可以用來測量各種酸、堿、鹽溶液、紙漿、礦漿、等介質(zhì)，但介質(zhì)中不能含有較多的鐵磁性物質(zhì)和大量氣泡。
電磁流量計廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、輕紡、造紙、環(huán)保、食品等工業(yè)部門及市政管理，水利建設(shè)等領(lǐng)域的流量測量。
一、 工作原理
電磁流量計傳感器的測量系統(tǒng)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，在與測量管軸線和磁場磁力線相互垂直的管壁上安裝一對檢測電極，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測量管軸線運動時，導(dǎo)電液體作切割磁力線運動產(chǎn)生感應(yīng)電勢。此感應(yīng)電勢由測量管上的兩個電極檢出，數(shù)值大小為：
E=KBVD
其中： E感應(yīng)電勢；
K儀表常數(shù)；
B磁感應(yīng)強度；
V測量管截面內(nèi)的平均流速；
D測量管的內(nèi)直徑；
測量流量時，流體流過垂直于流動方向的磁場，導(dǎo)電性液體的流動感應(yīng)出一個與平均流速成正比的電勢，因此要求被測的流動液體高于限度的電導(dǎo)率。其感應(yīng)電壓信號通過兩個電極檢出。并通過電纜傳送至轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過信號處理及相關(guān)運算后，將累計流量和瞬時流量顯示在轉(zhuǎn)換器的顯示屏上
表 1 技術(shù)參數(shù)表
| 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) | 電磁流量計（JJG1033-2007） |
| 公稱通經(jīng)（mm） （特殊規(guī)格可定制） | 管道式四氟襯里：DN10-DN600 |
| 管道式橡膠襯里：DN40-DN2000 | |
| 流動方向 | 正，反，凈流量 |
| 量程比 | 150:1 |
| 重復(fù)性誤差 | 測量值的±0.1% |
| 精度等級 | 0.5級，1.0級 |
| 被測介質(zhì)溫度 | 常規(guī)橡膠襯里：-20～+60℃ |
| 高溫橡膠襯里：-20～+90℃ | |
| 聚四氟乙烯襯里：-30～+120℃ | |
| 高溫型四氟襯里：-20～+160℃ | |
| 額定工作壓力 （高壓可定制） | DN10～DN25≤4.0MPa |
| DN32～DN150≤1.6MPa | |
| DN200～DN600≤1.0MPa | |
| DN700～DN2000≤0.6MPa | |
| 流速范圍 | 0.1-15m/s |
| 電導(dǎo)率范圍 | 被測流體電導(dǎo)率≥5μs/cm |
| 信號輸出 | 4～20mA（負(fù)載電阻0～750Ω），脈沖/頻率，控制電平 |
| 通訊輸出 | RS485，MODBUS協(xié)議，HART協(xié)議，Profibus-DP協(xié)議 |
| 供電電源 | 220VAC,允差15%或24VDC,紋波≤5% |
| 要求直管段長度 | 上游≥5DN，下游≥2DN |
| 連接方式 | 流量計與配管之間均采用法蘭連接，法蘭符合國際：GB/T9113.1-2000 |
| 防爆等級 | Exd[ia]iaqIICT5 |
| 防護等級 | IP65，特殊訂制可達(dá)IP68 |
| 環(huán)境溫度 | -25～+60℃ |
| 相對濕度 | 5%～95% |
| 消耗總功率 | 小于20W |
儀表外形尺寸
法蘭型傳感器外形尺寸見圖1、圖2、圖3和表2。
圖一 標(biāo)準(zhǔn)管段式外形尺寸
圖二 分體管段式外形尺寸
圖三 分體壁掛式外形尺寸
表2 外形尺寸及耐壓等級表
一、 產(chǎn)品選型
襯里及電極選擇
表3
| 襯里材料 | 主要性能 | 適用范圍 |
| 聚四氟乙烯 （PTFE、F4） | 1、 它是塑料中化學(xué)性能的一種材料，能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水，也能耐濃堿和各種有機溶劑。 2、 耐磨性和粘接性能差。 | 濃酸、堿等強腐蝕性介質(zhì) |
| 聚全氟乙丙烯 （F46） | 1、 耐腐蝕性同PTFE。 2、 能耐低磨損。 3、 抗負(fù)壓能力強 | 1、 同PTFE 2、 能用于低磨損性介質(zhì) |
| 可溶性聚四氟乙烯（PFA） | 1、耐腐蝕性同PTFE。 | 能用于負(fù)壓狀態(tài) |
| 聚氯丁橡膠 | 1、有的彈性，高強的扯斷力，耐磨性能好 2、耐一般低濃度酸、堿、鹽介質(zhì)的腐蝕，不耐氧化性介質(zhì)的腐蝕 | 測一般水、污水、泥漿、礦漿 |
| 聚氨酯橡膠 （PU） | 1、有的耐磨性能（相當(dāng)于天然橡膠的十倍） 2、耐酸、堿性能較差 | 中性強磨損的礦漿、煤漿、泥漿 |
電極材料及耐腐蝕性能表見表4
表4
| 電極材料 | 耐腐蝕性能 |
| 耐酸鋼 （1Cr18Ni9Ti） | 對硝酸、冷磷酸和其他無機酸，許多鹽及堿的溶液，有機酸及海水等介質(zhì)耐腐蝕。對硫酸，鹽酸，氫氟酸，對沸騰的蟻酸、草酸，工業(yè)鉻酸，以及對碳酸鈉及氯溴，碘等介質(zhì)，化學(xué)穩(wěn)定性差。因此適用于非腐蝕介質(zhì)，如水、污水、礦漿，泥漿，纖維漿，糖漿等流體。 |
| 含鉬不銹鋼 （0Cr18Ni12Mo2Ti） | 對于硝酸、室溫下＜5%硫酸、沸騰的磷酸、蟻酸、堿溶液，在一定壓力下的亞硫酸、海水、醋酸等介質(zhì)有較強的耐腐蝕性，可廣泛用于石油化工、尿素、維尼侖等工業(yè)。 |
| 不銹鋼涂覆碳化鎢 | 用于無腐蝕性，強磨損性介質(zhì)。 |
| 哈氏合金B(yǎng)（HB） | 對沸點以下一切濃度的鹽酸有良好的耐腐蝕性，也耐硫酸、磷酸、氫氟酸、有機酸等非氧化性酸、堿、非氧化鹽液的腐蝕。 |
| 哈氏合金C（HC） | 能耐氧化性酸。如硝酸、鉻酸或硫酸等混合酸的腐蝕，也耐氧化性的鹽類，如Fe++、Cu++或含氧化劑的腐蝕。如高于常溫的次氬酸鹽溶液、油水的腐蝕。 |
| 鈦Ti | 能耐油水、各種氯化物和次氯化鹽、氧化性酸（包括發(fā)煙硫酸、硝酸）、有機酸、堿等的腐蝕。不耐較純的還原性酸（如硫酸、鹽酸）的腐蝕，但如果酸中含有氫化劑時，則腐蝕大為降低。 |
| 鉭Ta | 具有優(yōu)良的耐腐蝕性，和玻璃很相似。除了氫氟酸、發(fā)煙硫酸、堿外，幾乎能耐一切化學(xué)介質(zhì)腐蝕。 |
| 鉑-銥合金 | 幾乎適用于所有化學(xué)物質(zhì)，但不適用于王水和銨鹽。 |
儀表選型原則
被測流體必須是導(dǎo)電的液體或漿液，其導(dǎo)電率不小于5μs/cm，且不應(yīng)含較多的鐵磁性的物質(zhì)或氣泡，應(yīng)根據(jù)被測流體溫度、工作壓力、腐蝕性、磨損性等物性選擇合適的壓力等級、襯里材料、電極材料及儀表結(jié)構(gòu)形式。
1、通常選擇儀表口徑與工藝管道相同。
① 若被測介質(zhì)含固體顆粒，推薦的濾速為1～3m/s。如實際流速過大，又不便更改工藝管道的，可選儀表通徑大于工藝管道通徑，以適當(dāng)減小流量計測量管段的介質(zhì)流速，減輕顆粒對電極和襯里的磨損。
② 若工藝管道中可能有沉積物，推薦的流速為2～5m/s。如實際流速過小，又不便更改工藝管道的，可選儀表通徑小于工藝管道通徑，以適當(dāng)增大流量計的介質(zhì)流速，避免沉積物對儀表精度的影響。
③ 流速太小而又要求精確計量的，可選小于工藝管道通徑的傳感器，使流速變大，保證較高精度。
上述全①②③項情況，流量計上、下游須裝異徑管。異徑管中心錐角應(yīng)不大于15°，且異徑管上游至少有5倍工藝管道直徑的直管段。
為幫助選型，下表列出了幾個具有代表性流速對應(yīng)的流量。任何流量對應(yīng)流速也可快捷地利用本表算出。
儀表選型表
