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工作原理
分体式电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通壁固定在测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双向方波脉冲劢磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为Ｂ的工作磁场。此时，如果具有一定电导率的液体流经测量管，将切割磁力线感应出电动势Ｅ。电动势Ｅ正比于磁通量密度Ｂ,测量管内径d与平均流速V

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1 安装与使用注意事项

1.1 使用时应注意的一般事项

液体应具有测量所需的电导率，并要求电导率分布大体上均匀。因此流量传感器安装要避开容易产生电导率不均匀场所，例如其上游附近加入药液，加液点设于传感器下游。使用时传感器测量管必须充满液体(非满管型例外)。液体有混合时，其分布应大体均匀。液体应与地同电位。必须接地。如工艺管道用塑料等绝缘材料时，输送液体产生摩檫静电等原因，造成液体与地间有电位差。

1.2 流量传感器安装

1.2.1 安装场所

通常电磁流量传感器外壳防护等极为IP65(GB4208规定的防尘防喷水级)，对安装场所有以下要求。

(1)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；

(2)尽可能避免测量管内变成负压；

(3)选择震动小的场所，特别对一体型仪表；

(4)避免附近有大电机、大变压器等，以免引起电磁场干扰；

(5)易于实现传感器单独接地的场所；

(6)尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体；

(7)环境温度在-25/0～50/600℃范围内，一体型结构温度还受制于电子元器件，范围要窄；

(8)环境相对湿度在10%～9O%范围内；

(9)尽可能避免受阳光直照；

(1O)避免雨水浸淋，不会被水浸没。

1.2.2 直管段长度要求

为获得正常测量精确度，电磁流量传感器I游也要有一定长度直管段，但其长度与大部分其他流量仪表相比要求较低。9O。弯管、T形管、同心异径管、全开闸阀后通常认为只要离电极中心线(不是传感器进口端连接面)5倍直径(5D)长度的直管段，不同开度的阀则需1OD；下游直管段为2～3D或无要求。但要防止蝶阀阀片伸人到传感器测量管内。各标准或检定规程所提出上下游直管段长度亦不*，汇集如表1所示，要求比通常要求高，这是由于为保证达到当前0.5级精度仪表的要求。

1.2.3 安装位置和流动方向

传感器安装方向水平、垂直或倾斜均可，不受限制。但测量固、液两相流体垂直安装，自下而上流动。这样能避免水平安装时衬里下半部局部磨损严重，低流速时固相沉淀等缺点。

水平安装时要使电极轴线平行于地平线，不要处于垂直于地平线，因为处于底部的电极易被沉积物覆盖，顶部电极易被液体中偶存气泡擦过遮住电极表面，使输出信号波动。图1所示管系中，c、d为适宜位置；a、b、e为不宜位置，b处可能液体不充满a、e处易积聚气体，且e处传感器后管段短也有可能不充满，排放口如ƒ形状所示。对于固、液两相流C处亦是不宜位置。

1.2.4 接地

传感器必须单独接地(接地电阻100Ω以下)。分离型原则上接地应在传感器一侧，转换器接地应在同一接地点。如传感器装在有阴极腐蚀保护管道上，除了传感器和接地环一起接地外，还要用较粗铜导线(16mm²)绕过传感器跨接管道两连接法兰上，使阴极保护电流于传感器之间隔离。

1.3 转换器安装和连接电缆

一体型EMF无单独安装转换器；分离型转换器安装在传感器附近或仪表室，场所选择余地较大，环境条件比传感器好些，转换器和传感器间距离受制于被测介质电导率和信号电缆型号，即电缆的分布电容、导线截面和屏蔽层数等。要用制造厂随仪表所附(或规定型号)的信号电缆。电导率较低液体和传输距离较长时，也有规定用三层屏蔽电缆。一般仪表“使用说明书”对不同电导率液体给出相应传输距离范围。单层屏蔽电缆用于工业用水或酸碱液通常可传送距离100m。

为了避免干扰信号，信号电缆必须单独穿在接地保护钢管内，不能把信号电缆和电源线安装在同一钢管内。

3 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·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释引入，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)。在这种情况下，一旦环境条件变化，运行期问出现新的干扰源(如在流量计附近管道上进行电焊，附近安装上大型变压器等)，就会*表的正常工作，流量计的输出信号就会出现波动。

4 结语

西枝江泵站流量计正确的安装与使用，至今运行良好，计量准确。随着企业全面走向市场，企业生产经营管理将进一步深化，流量计量越显重要，电磁流量计作为工业流量测量仪表的一种，要发挥其作用，在选用好的基础上如何正确安装与使用就成了一个关键的问题。因此，自动化仪表专业人员在具备一定的专业知识的前提下，有必要在其如何正确安装与使用方面掌握一定的技巧和方法，同时了解电磁流量计使用过程中的常故障，唯有如此，才能满足企业生产的要求，使流量计量发挥重要作用。

污水型电磁流量计/Φ100mm	自流型电磁流量计/Φ100mm	防腐型电磁流量计/Φ150mm
优点: 1、杂物、纤维不影响测量 2、四氟耐腐蚀内衬 3、抗菌防粘型电极 4、正反计量累计流量 5、智能自我疹断功能	优点: 1、磁场强度增加5倍 2、擅长测量超低流速流量 3、输入阻抗高达15兆欧姆 4、内置大型磁钢 5、大电流励磁	优点: 1、四电极机构安全接地 2、哈氏C合金电极 3、四氟内衬耐强酸强碱 4、不锈钢外壳延长寿命 5、密度换算功能，轻易算质量
潜水型电磁流量计/Φ200mm	高温型电磁流量计/Φ300mm	小口径电磁流量计/Φ10mm
优点: 1、桔红潜水漆包用10年 2、防护等级：IP68 3、全密封灌胶工艺,点滴不漏	优点: 1、耐高温达150度 2、选用高温漆包线圈 3、采用网骨架内衬	优点: 1、zui小流量可测到20.0L/h　 2、耐高压的外插式电极 3、反应灵敏,零点稳定

特点

    ●仪表结构简单、可靠、无可动部件，工作寿命长。
    ●无截流阻流部件，不存在压力损失和流体堵塞现象。
    ●无机械惯性，响应快速，稳定性好，可应用于自动检测、调节和程控系统。
    ●测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理理参数的影响。
    ●采用聚四氟乙烯或橡胶材质衬里和HC、HB、316L、Ti 等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要。
    ●备有管道式、插入式等多种流量计型号。
    ●采用EEPROM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形式。
    ●高清晰LCD背光显示。

概述

分体式电磁流量计是一种根据法拉电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表，采用单片机嵌入式技术，实现数字励磁，同时在电磁流量计上采用CAN现场总线,属国内*，技术达到国内水平。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。电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外，还可测量液固两相流，高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。

SUS316L不锈钢电极	钛电极	钽电极
橡胶衬里示意图	PO衬里示意图	四氟衬里示意图

技术参数

表1

适用管径	DN25～DN2600（DN25以下为非标）
电极材料	316L（不锈钢）、HC（哈氏C）、HB（哈氏B）、Ti（钛）、Ta（钽）
适用介质	导电率>5us/cm的液体
测量范围	0．1～10m/s（可扩展到15m/s）
量程上限	0.5～10m/s,*1～5m/s
精度等级	0.3级、0.5级、1.0级（随口径区分）
输出信号	4～20mADC,负载≤750Ω；0～３KHz,5V有源，可变脉宽，有效频率输出：RS485接口
工作压力	1.0MPa,1.6MPa,4.0MPa,16MPa（特殊）
流体温度	-20℃～80℃,80℃～130℃，130℃～180℃ 参考衬里材质
环境温度	传感器-40℃～80℃;转换器-15℃～50℃
环境温度	≤85RH（20℃时）
电缆出口尺寸	M20×1.5
供电电源	220VAC±10%;50Hz±1Hz;24VDC±10%
功耗	≤8W
外壳防护等级	一体式：IP65分体式：传感器IP68转换器IP65
接地环材质	1Cr18Ni9Ti（不锈钢）、HC（哈氏C）、Ti（钛）、Ta（钽）、Cu（铜）
连接法兰	国标GB9119-88（DIN2051,BS4504）

工作原理

分体式电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通壁固定在测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双向方波脉冲劢磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为Ｂ的工作磁场。此时，如果具有一定电导率的液体流经测量管，将切割磁力线感应出电动势Ｅ。电动势Ｅ正比于磁通量密度Ｂ,测量管内径d与平均流速V 的乘积。电动势Ｅ（流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器。转换器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲，摸拟电流等信号，用于流量的控制和调节。

       E＝KBdV
式中: E――――为电极间的信号电压（V）
B――――磁通密度（T）
d――――测量管内径（m）
       V――――平均流速（m/s）
    式中K，d为常数，由于励磁电流是恒流的，故B也是常数，则由E＝KBdV可知，体积流量Q与信号电压E成正比，即流速感应的信号电压E与体积流量Q成线性关系。因此,只要测量出E就可确定流量Q，这就是电磁流量计的基本工作原理。
由E＝KBdV可知，被测流体介质的温度、密度、压力、电导率、液固两相流体介质的液固成分比等参数不会影响测量结果。至于流动状态只要符合轴对称流动（如层流或紊流）就不会影响测量结果的。因此说电磁流量计是一种真正的体积流量计。对于制造厂和用户来说，只要用普通的水实际标定后就可测量其他任何导电流体介质的体积，而不需作任何修正，这是电磁流量计的一突出优点，是其他任何流量计所没有的。测量管内无活动及阻流部件，因此几乎没有压力损失，并具有很高的可靠性。

产品选型

1、量程范围确认
一般工业用电磁流量计被测介质流速发2～4m/s为宜，在特殊情况下，zui低流速应不小于0.1m/s，zui高不大于８m/s。若介质中含有固体颗粒，常用流速应小于3m/s，防止衬里和电极的过分磨擦；对于粘滞流体，流速可选择大于2m/s，较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用，有利于提高测量精度。在量程Ｑ已确定的条件下，即可根据上述流速Ｖ的范围决定流量计口径Ｄ的大小，其值由下式计算：

    Q：流量（/h）
    D：管道内径（m）
    V：流速（m/h）
    电磁流量计的量程Q应大于预计的量大流量值，而正常的流量值以稍大于流量计满量程高刻度的50%为宜。
    2、参考流量范围

表2

通径（mm）	流量范围（/h）	通径（mm）	流量范围（/h）
DN15	0.6～6.36	DN500	70.65～7065.00
DN20	0.11～11.30	DN600	101.74～10173.60
DN25	0.18～17.66	DN700	138.47～13847.40
DN40	0.45～45.22	DN800	180.86～18086.40
DN50	0.71～70.65	DN900	228.91～22890.60
DN65	1.19～119.40	DN1000	282.60～28260.00
DN80	1.81～180.86	DN1200	406.94～40694.40
DN100	2.83～282.60	DN1600	723.46～72345.60
DN200	11.30～1130.40	DN1800	915.62～91562.40
DN250	17.66～1766.25	DN2000	1130.40～113040.00
DN300	25.43～2543.40	DN2200	1367.78～136778.40
DN350	34.62～3461.85	DN2400	1627.78～162777.60
DN400	45.22～4521.60	DN2600	1910.38～191037.60
DN450	57.23～5722.65

产品安装与使用

    1、对外部环境的要求
    a、流量计应避免安装在温度变化很大或受到设备高温辐射的场所，若必须安装时，须有隔热、通风的措施。
    b、流量计安装在室内,若必须安装于室外,应避免雨水淋浇,积水受淹及太阳曝晒，须有防潮和防晒措施。
    c、流量计应避免安装在含有腐蚀性气体的环境中，必须安装时，须有通风措施。
    d、为了安装、维护、保养、方便，在流量计周围需有充实的安装空间。
    e、流量计安装场所应避免有强磁场及强振动源，如管道振动大，在流量计两边应有固定管道的支座。
    2、对直管段的要求
为了改善涡流与流场畸变的影响，流量计安装的前、后直管段长度有一定要求，否则会影响测量精度（也可安装整流器，尽量避免在靠近调节阀和半开阀门之后安装）。

管道安装类型	安装示意图	标准管道式
管道安装类型	安装示意图	前直管道L	后直管道S
水平管	图a	5D	3D
弯管	图b	10D	5D
扩口管	图c	10D	5D
阀门下游	图d	10D	5D
收缩管	图e	5D	2D
汞下游	图f	15D	5D
混合液	图g	30D	3D

    3、对工艺管的要求
    流量计对安装点的上、下游工艺管有一定的要求，否则影响测量精度。
    a、上、下游工艺管的内径与传感器的内径相同，并应满足：0.98DN≤D≤1.05DN （式中DN：传感器内径，D：工艺管内径）
    b、工艺管与传感器必须同心，同轴偏差应不大于0.05DN
    4、旁通管的要求
    为了方便检修流量计，为流量计安装旁通管，另外，对重污染流体及流量计需清洗而流体不能停止的，必须安装旁通管。

    a、方便流量计的检修
    b、对重污染流体必须安装
    c、流体不能停止而流量计需清洗
    5、流量计在管线上的安装要求

6、传感器的接地
为了使仪表可靠的工作，提高测量精度，不受外界寄生电势的干扰，传感器应有良好的单独接地线，接地电阻<10Ω。在连接传感器的管道内若涂有绝缘层或是非金属管道时，传感器两侧还应加装接地环。
a、在金属管道上的接地方式：金属管道内避没有绝缘层，按下图接地。

b、在塑料管道上或有绝缘层、油漆管道上的接地方式：传感器上的两端面应加装接地环，使管内流动的被测介质与大地短接，具有零电位。否则，电磁流量计无法正常工作。（见下图）

    7、传感器在阴极保护管道上的安装
    防护电解腐蚀的管道通常在其内壁和外壁是绝缘的，因此被介质没有接地电位。所以，传感器必须使用接地环。具有阴极防腐蚀保护的管道，传感器与两侧连接管道之间常是绝缘的，所以介质对地是不导通的，安装时要注意下列各点：
    a、接地环要装在传感器的两端面上，他们必须与工艺管道的法兰绝缘，通过接地线2与传感器相连，接地环的材质应能耐介质的腐蚀，制造厂通常提供的标准材料是不锈钢（1Cr18Ni9Ti）
    b、仪表两侧工艺管的法兰应该用截面积为4mm2的铜导线绕过传感器相连,使阴极保护电位与传感器之间隔离。必须要注意，不要连接到传感器上去。
    c、法兰连接螺栓必须与工艺管道的法兰绝缘，用户必须自备绝缘材料制造的衬套和垫圈。详见下图示意。

8、电磁流量计的搬运

    9、流量计安装时注意事项
    a、安装尺寸一定要计算准确，否则容易泄露或安装不上。
    b、流体流向必须与传感器表面上的流向箭头保持*。
    c、流量计的电极轴线必须近似水平，否则影响测量精度。
    d、传感器两边的法兰必须保持平行否则容易泄露。
    e、为了避免在安装后形成旋涡流动，应保证工艺配管、密封件、流量计同轴连接不能错开。
    f、安装流量计时，严禁在紧靠流量计法兰处电焊施工，以免烧伤流量计衬里。
    g、对不同性质的工艺管道，应采用相应的接地方式（见传感器接地）。
    h、对于腐蚀性介质，应垂直安装，被测介质自下往上流动，这样可以避免固体颗粒在流量计管道中沉积,使衬里腐蚀均匀，延长使用寿命。
    i、对于测量管口径大于200mm，为了方便，可采用伸缩头

接线指南

1、方表端子接线与标示（分体型）

2、方表信号线的处理与标示

3、圆表端子接线与标示（一体型）

    圆表各接线端子标示含义如下：
     I+：流量电流输出 COM：报警输出地
    COM：电流输出地 FUSE：输入电源保险丝
     P+：双向流量频率（脉冲）输出 T1+：通讯输入
    COM：频率（脉冲）输出地 T2-：通讯输入
     Al：下限报警输出 L1：220V（24V）电源输入
     Ah：上限报警输出 L2：220V（/24V）电源输入
    4、圆表信号线的处理与标示

注：分体式流量计传感器与转换器连接电缆尽可能短，不要将多余的电缆卷在一起。
    连接电缆不能与其他电缆线，如变压器、电动机及其它力电缆装一起，其距离至少大于1m。
    连接电缆不能在中途断开或短路也不能改变订货要求长度。
    电缆布线应尽量避免干扰源。

智能电磁流量计安装示范