一、
電磁流量計的使用概略
電磁流量計使用范疇普遍。大口徑儀表較多使用于給排水工程。中小口
常常用于固液雙相等難測流體或高要求場合，如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有
色冶 金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強侵蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口
冷卻水節(jié)制和監(jiān)漏，長間隔管道煤的水力保送的流量測量和節(jié)制。高壓電磁流量
計、礦漿流 量計則是油田、選煤場等需測漿液場合的首選；小口徑、細(xì)小口徑
常用于醫(yī)藥工業(yè)、食物工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場合。衛(wèi)生型電磁流量計
是德克森儀表專門針對醫(yī)藥工業(yè)、食物工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)
生要求所研發(fā)而成。
市場上通用型電磁流量計的功能有較大差異，有些精度高、功用多，有
些精度低、功用簡略。精度高的儀表根本誤差為(±0．5％～±1％)
R
，精度低的
儀表則為(±1．5％～±2．5％)，兩者價錢相差 1～2倍。因而測量精度要求不
很高的場合(例如非商業(yè)核算僅以節(jié)制為目標(biāo)．只需求高牢靠性和優(yōu)秀反復(fù)性的
場合)，選用高精度儀表在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。
有些型號儀表宣稱有更高的準(zhǔn)確度，根本誤差僅(±O．2％～±O，3％)
R
，
但有嚴(yán)厲的裝置要乞降參比前提，例如情況溫度 20～22℃，前后置直管段長度
要求辨別大于 10D、3D(凡間為 5D、2D)，甚至提出流量傳感器要與前后置直管構(gòu)
成一體在流量規(guī)范安裝上作實流校準(zhǔn)， 以削減夾裝不善的影響。因而在多種型
號選擇比擬時不要純真只看高目標(biāo)，要具體閱讀制造廠樣本或仿單作綜合剖析。
全流型非滿管 EMF 的根本誤差為(±1.5％～±2％)
FS
。刺進(jìn)型儀表自身
(即檢測頭)的根本誤差普通為±2％
R
～±4％FS，思索到點流速(或徑流速)代外
表均勻流速，跟著流質(zhì)變化惹起速度散布系數(shù)變化的影響，能夠帶來 2％～5％
的轉(zhuǎn)變以及流暢面積測量誤差等，總體的測量精度還要低些。
若使用于大管徑長輸水管，因有優(yōu)越的速度散布(有足夠長的前置直管
段)，電磁流量檢測頭又在“檢定水槽”中單個校準(zhǔn)，流質(zhì)變化局限也不大，不
存在速度散布系數(shù)分明變化等較好前提下，根本誤差可接近或略大于±2％
R
。
市場上
電磁流量計的功用差異也很大，簡略的就只是測量單向流量，只
輸出模仿旌旗燈號帶動后位儀表；多功用儀表有測雙向流、量程切換、上下限流
量報 警、空管和電源割斷報警、小旌旗燈號切除、流量顯示和總量積算、主動
查對和毛病自診斷、與上位機(jī)通訊和活動組態(tài)等。有些型號儀表的串行數(shù)字通訊
功用可選多 種通訊接口和專用芯片(ASIC)，以聯(lián)接 HART 和談系統(tǒng)、PR0 兀BuS、
Modbus、CONFIG、FF 現(xiàn)場總線等。
選定儀表口徑紛歧定與管徑一樣，應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)保送水等粘
度不高的液體、管道流速普通是經(jīng)濟(jì)流速 1．5～3m/s。電磁流量計用在如許的
管道上，傳感器口徑與管徑一樣即可。
電磁流量計滿度流量時液體流速可在 1～10m/s 局限內(nèi)選用，局限是比
擬寬的。上限流速在道理上是不受限制的，但是凡間建議不超越 5m/s，除非 襯
里資料能接受液體流速的沖刷，實踐使用很少超越 7m/s，超越 10m/s 則更為稀
有。滿度流量的流速下限普通為 1m/s，有些型號儀表則為 0．5m /s。有些新建
工程運轉(zhuǎn)初期流量偏低或在流速偏低的管系，從測量精度角度思索，儀表口徑應(yīng)
?
改用小于管徑，以異徑管銜接之。
用于有易粘附、堆積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體，選用流速應(yīng)不低于 2m/s，
最好進(jìn)步到 3～4m/s 或以上，起到自打掃、避免粘附堆積等效果。用于礦漿等磨
耗性強的流體，常用流速應(yīng)低于 2～3m/s，以降低對襯里和電極的磨損。
在測量接近閾值的低電導(dǎo)液體，盡能夠選定較低流速(小于 0．5～
1m/s)，因流速進(jìn)步活動噪聲會添加，而呈現(xiàn)輸出晃悠景象。
電磁流量計的局限度是比擬大的，凡間不低于 20，帶有量程主動切換
功用的儀表，可超越 50～100。
國內(nèi)可以供應(yīng)的定型產(chǎn)物的口徑從 10mm 到3000mm，固然實踐使用照樣
以中小口徑居多，但與大局部其他道理流量儀表。(如容積式、渦輪式、渦 街式
或科里奧利質(zhì)量式等)比擬，大口徑儀表據(jù)有較大比重。某企業(yè)近萬臺儀表中，
50mm 以下小口徑、65～250mm 中口徑、300～900mm 大口徑、 1000mm 以上超大口
徑辨別占 37％、45％、15％和 3％。
四、液體電導(dǎo)率
運用
電磁流量計的前提是被測液體必需是導(dǎo)電的，不克不及低于閾值
(即下限值)。電導(dǎo)率低于閾值會發(fā)生測量誤差直至不克不及運用，超越閾值即便
轉(zhuǎn)變也可以測量，示值誤差轉(zhuǎn)變不大。通用型電磁流量計的閾值在
10-4(5×10-6)S/cm 之間，視型號而異。運用時還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量旌
旗燈號線長度及其散布電容，制造廠運用仿單中凡間規(guī)則電導(dǎo)率相對應(yīng)的旌旗燈
號線長度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測電導(dǎo)率低至 5×10-8)/cm 的
液體。
工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于 10-4S/crn，酸、堿、鹽液的電導(dǎo)率
在10-4～10-1S/cm 之間，運用不存在問題，低度蒸餾水為 101S/cm 也不存在問題。
石油成品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過低就不克不及運用。上圖列出若干液體的電導(dǎo)率。
從材料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低，以為不克不及運用，但 是實踐任
務(wù)中會碰到因含有雜質(zhì)而能運用的實例，這類雜質(zhì)對添加電導(dǎo)率有利。關(guān)于水溶
液，材料中的電導(dǎo)率是用于純水配比在實行室測得的，實踐運用的水溶液能 夠
用工業(yè)用水配比，電導(dǎo)率將比查得得要高，也有利于流量測量。
還有一種在缺乏現(xiàn)成電導(dǎo)率數(shù)據(jù)的狀況下，裝在管線上電磁流量計不克
不及測量的液體，從現(xiàn)場管線上取樣離線去實行室以電導(dǎo)率儀測量其電導(dǎo)率卻以
為可用。這是因為取樣離線進(jìn)程中，所測液體已與在管線中有了差異；譬如液體
已接收了大氣中的 CO2或N0x生成微量的碳酸或硝酸，改動了電導(dǎo)率。
依據(jù)運用經(jīng)歷，實踐使用的液體電導(dǎo)率最好要比儀表制造廠規(guī)則的閾值
至少大一個數(shù)目級。由于制造廠儀表標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則的下限值是在各類運用前提較好形
態(tài)下 可測量的最低值，是遭到一些運用前提限制，如電導(dǎo)率平均性、銜接旌旗
燈號線、外界噪聲等，不然會呈現(xiàn)輸出晃悠景象等。我們就屢次碰到測量低度蒸
餾水或去離 子水，要其電導(dǎo)率接近閾值 5×10-6S/cm，運用時呈現(xiàn)輸出晃悠。
?
混入成泡狀流的細(xì)小氣泡仍可正常任務(wù)，但測得的是含氣泡體積的夾雜
體積流量；如氣體含量添加到構(gòu)成彈(塊)狀流，因電極能夠被氣體蓋住使電路瞬
時斷開，呈現(xiàn)輸出晃悠甚至不克不及正常任務(wù)。
含有非鐵磁性顆?；蚶w維的固液雙相流體相同可測得二相的體積流量。
固體含量較高的流體，如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿、紙漿等實踐上已屬非牛頓
流 體。因為固體在載體液中一同活動，兩者之間有滑動，速度上有差異，單相
液體校驗的儀表用于固液雙相流領(lǐng)會發(fā)生附加誤差。固然還未見到電磁流量計使
用于固液 雙相流體中固形物影響的系統(tǒng)實行申報，但國外有申報稱固形物含量
有14％時誤差在 3％局限以內(nèi)；我國黃河水利委員會水利科學(xué)研討所的實驗申報
稱，測量高沙 含量水的流量，含沙量體積比 17% ～ 40%(沙中值粒徑 0.35rnm)，
儀表測量誤差小于 3% 。
在漿液內(nèi)有較大顆粒擦過電極外表，在頻率較低的矩形激磁的電磁流量
計中會發(fā)生尖峰狀漿液噪聲，使流量旌旗燈號不穩(wěn)，就要選用較高頻率的儀表或
有較 強按捺漿液噪聲才能的儀表，也可選用市電交流激磁的儀表或雙頻激磁的
儀表。而開封威利流量儀表有限公司與日本山武協(xié)作的礦漿專用電磁流量計，很
好的處理該 問題。
含有鐵磁性物質(zhì)的流體對凡間的電磁流量計，因測量管內(nèi)磁導(dǎo)率受鐵磁
體的分歧含量而轉(zhuǎn)變，會發(fā)生測量誤差。但在磁路中置有磁通檢測線圈賠償?shù)碾?/div>
磁流 量計，可減小混入鐵磁體的影響。上海光華儀表廠在交流激磁儀表的實驗
申報中稱，水中含有液固分量比約 4：1，顆粒度≤0.15mm 鐵精礦石的礦漿，以
80mm 口徑儀表作清水和漿液比照流量實驗，凡間的儀透露表現(xiàn)值轉(zhuǎn)變 7% ～
10%，裝有磁通檢測線圈的儀表，示值誤差在±2%
FS
以內(nèi)。
對含有礦石顆粒的礦漿使用，應(yīng)留意對傳感器襯里的磨損水平，測量管
內(nèi)徑擴(kuò)展會發(fā)生附加誤差。這種場所應(yīng)選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠
襯 里，還建議傳感器裝置在垂直管道上，使管道磨損平均，消弭程度裝置下半
部部分磨損嚴(yán)峻的缺陷。也可以在傳感囂進(jìn)口端加裝噴嘴形護(hù)套，相對延伸運用
期。
測量易在管壁附著和沉淀物質(zhì)的流體時，若附著的是比液體電導(dǎo)率高的
導(dǎo)電物質(zhì)，旌旗燈號電勢將被短路而不克不及任務(wù)，若長短導(dǎo)電層則起首應(yīng)留意
電極 的污染，譬如選用不易附著尖形或半球形凸起電極、可改換式電極、刮刀
式清垢電極等。刮刀式電極可在傳感器外按期手動刮除沉垢。國外產(chǎn)物曾有電極
上裝超聲波 換能器，以肅清外表垢層，但現(xiàn)已少見。也有臨時斷開測量電路，
在電極間短工夫內(nèi)流過低壓大電流，燃燒肅清附著油脂類附著層。易發(fā)生附著的
場合可進(jìn)步流速以 到達(dá)自打掃的目標(biāo)，還可以接納較便利的易清洗的管道銜接，
可不拆開清洗傳感器。
非接觸型電極的電磁流量計附著非導(dǎo)電膜層，儀表仍能任務(wù)，但若為高
導(dǎo)電層則相同不克不及任務(wù)。
關(guān)于接觸型電極的電磁流量計導(dǎo)電性附著層的附加示值誤差△E 如下
圖
?
式中 σw、σf —— 辨別為附著層、液體電導(dǎo)率；
t —— 附著層厚度；
d —— 測量管內(nèi)徑。
弱附著于襯里管壁異物層為氧化鐵繡層，或以金屬為首要成分的燃料，
其電導(dǎo)率大于液體電導(dǎo)率，測得的流量值將比實踐流量低；若為碳酸鈣等水垢層，
其 電導(dǎo)率低于液體，測得流量值高于實踐流量。若附著層電導(dǎo)率與液體一樣，
按上圖核算附加誤差為零，但此只局限于附著層厚度小的前提，譬如下圖中 2t /
d要小于 10%。由于一樣流量有附著層時流暢面積減小，但均勻流速添加，互相
間可抵消，也只能說附加誤差可疏忽不計。
與流體接觸的傳感器零部件有襯里（或絕緣資料制成的測量管）、電極、
接地環(huán)和密封墊片，其資料的耐腐濁型、耐磨耗性和運用溫度上限等影響儀表對
流體的順應(yīng)性。因為零部件少，外形簡略，資料選擇靈敏，電磁流量傳感器對流
體的順應(yīng)性強。
(1) 襯里資料(或直接與介質(zhì)接觸的測量管)
常用襯里資料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷等。氟塑料包羅聚四
氟乙烯（F-4）、全氟乙丙烯（四氟乙烯和六氟丙烯共聚物，F(xiàn)-46；國外 商品名
Teflon FEP，習(xí)稱 FEP）、四氟乙烯和乙烯共聚物（F-40）和全氟烷基乙烯基醚
共聚物（改性聚四氟乙烯，國外商品名 Teflon FEP）玻璃鋼有效作襯里的，也
有獨自制成測量管的。本年有采用高純氧化鋁（99.7%A12O3）陶瓷制成陳立的，
但只限中小口徑傳感器。
氯丁橡膠和玻璃鋼用于非侵蝕性或弱侵蝕性液體，如工業(yè)用水、廢污水
及若酸堿，價錢最為低價。氟塑料具有優(yōu)秀的耐化學(xué)腐濁性液體，但耐磨性差，
不克 不及用于測量礦漿液。氟塑估中最早援用的是聚四氟乙烯，因與測量管間
僅靠壓貼，無粘結(jié)力，不克不及用于負(fù)壓管道，后開拓各類改性種類，完成注塑
成型，與測 量管有較強連系力，可用于負(fù)壓，其種類為：
聚氨酯橡膠有極好的耐磨耗性，但耐酸堿的侵蝕性較差。它的耐磨性相當(dāng)于自然
橡膠的 10 倍，合用于煤漿、礦漿等；介質(zhì)溫度要低于 40～60/70℃。氧化鋁 陶
瓷有極好的耐磨耗性和對強酸堿的耐侵蝕性，耐磨性約為聚氨酯橡膠的 10 倍，
合用于具有侵蝕性的礦漿；但性脆，裝置夾緊時忽略易碎，可用于較高溫度
（120～140/180℃），但要避免溫度劇變，如通蒸汽滅菌，普通溫度漸變不克不
及大于 100℃，升溫 150 ℃要有 10min 工夫。
襯里資料的選擇及其特點和不合用流體請參閱上圖，s．2，通用型電磁
流量計幾種資料的壓力溫度大體合用局限可看右圖。
(2)電極和接地環(huán)資料
電極對測量介質(zhì)的耐腐是選擇資料起首思索的要素，其次思索能否會發(fā)
生鈍化等外表效應(yīng)和所構(gòu)成的噪聲。
1) 選擇耐侵蝕資料電磁流量計
?
電極的耐侵蝕性要求很高，不答應(yīng)侵蝕或許嚴(yán)厲地說只答應(yīng)極低的侵蝕
速度，不然會毀壞電極與襯里間密封性。介質(zhì)走漏，輕則毀壞絕緣而儀表無法任
務(wù)， 直至破壞整臺電磁流量傳感器。常用金屬資料有含耐酸鋼 1Cr18Ni12Mo2Ti，
哈氏合金(耐蝕鎳基合金)B、C，鈦、鉭、鉑銥合金，簡直可掩蓋悉數(shù) 化學(xué)液。
此外還有合用于漿液等的低噪聲電極，它們是導(dǎo)電橡膠電極、導(dǎo)電氟塑料電極和
多孔性陶瓷電極，或包覆這些資料的金屬電極。下表格所展現(xiàn)的是這些資料 的
大體運用局限。
上述表中所展現(xiàn)的耐侵蝕性合用局限只是個概貌。各類介質(zhì)對分歧資料
的侵蝕性可查閱有關(guān)的“侵蝕手冊”．，例如《侵蝕數(shù)據(jù)和選材手冊》集中了很
多數(shù) 據(jù)，可作選用電極資料時參考，以確定初步方案。但這只能是初步方案，
能否順應(yīng)現(xiàn)場運用前提，還需進(jìn)一步伐查。由于從手冊查閱的數(shù)據(jù)大局部是在實
行室比擬 “純”的前提下獲得的，而實踐運用的流體，往往含有微量雜質(zhì)，也
常是幾種介質(zhì)的夾雜液，它們的侵蝕性與樸實或單一介質(zhì)的侵蝕性有明顯差異；
液體能否含有消 融氣體以及活動速度也相當(dāng)水平上影響著侵蝕速度。例如哈氏
合金 B對80% 10%濃度，不充氣鹽酸耐侵蝕，而對充氣的鹽酸卻不耐腐。所以在
準(zhǔn)則上電極資料的選擇應(yīng)從運用者借鑒該介質(zhì)在其他設(shè)備的使用實踐和以往的
經(jīng)歷來確定。有時 分要作需要的實行，如現(xiàn)場取液體樣品在實行室做待用資料
的侵蝕性實驗。最好的實行是現(xiàn)場掛片，這是最接近實踐使用前提的侵蝕性實驗，
可以得出比擬牢靠可否 合用的結(jié)論。
鉭耐化學(xué)介質(zhì)侵蝕的面很廣，鉑銥合金對各類酸堿鹽液也有很好的耐侵
蝕性，但它們也有一些不耐侵蝕的化學(xué)介質(zhì)，下表中列出若干不耐侵蝕的介質(zhì)，
兩者之間有互補性。
2)防止電極外表效應(yīng)
電極的耐侵蝕性是選擇資料的主要要素，但有時分電極資料對被測介質(zhì)
有很好的耐侵蝕性，卻紛歧定就是合用的資料，還要防止發(fā)生電極外表效應(yīng)。
電極外表效應(yīng)分為外表化學(xué)反響、電化學(xué)和極化景象以及電極的觸媒效
果三個方面。
化學(xué)反響效應(yīng)如電極外表與被測介質(zhì)接觸后，構(gòu)成鈍化膜或氧化層。它
們對耐磨侵蝕功能能夠起到積極維護(hù)效果，但也有能夠添加外表接觸電阻。例如
鉭與水接觸就會被氧化，生成絕緣層。
符號闡明：A——優(yōu)先選用的資料（實踐上有極長的運用壽命）；
B——令人稱心的資料（在大大都前提下又較長的運用壽命）；
×——不克不及運用
電化學(xué)電勢轉(zhuǎn)變和極化景象會發(fā)生攪擾電勢而構(gòu)成噪聲。漿液噪聲和活
動噪聲等于電極外表噪聲的顯示。極化電勢是電極感生電動勢在兩電極極性分
歧，招 致電解質(zhì)在電極外表發(fā)生極化。低頻矩形波激磁連系了直流激磁和交流
激磁的長處，固然交變激磁將極化電勢削弱了幾個數(shù)目級，但不克不及完全消弭
極化電勢攪擾 的影響。極化電勢與液體介質(zhì)性質(zhì)以及電極資料性質(zhì)有關(guān)。
漿液噪聲是在測量泥漿纖維漿等液固雙相導(dǎo)電液體流量時，固體顆粒
(或液體中氣泡)擦過電極外表，電極外表接觸電化學(xué)電勢忽然轉(zhuǎn)變，輸出流量旌
?
旗燈號呈現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲。
活動噪聲是在測量較低電導(dǎo)率(100 x 10-6S/cm 鄰近及以下)液體流量
時，電極的電化學(xué)電勢按期轉(zhuǎn)變，發(fā)生隨流速添加而頻率添加的隨機(jī)噪聲 j；惹
起儀表輸出呈現(xiàn)動搖景象。
關(guān)于電極外表噪聲可選配與被測液體電化學(xué)和極化電勢效果小的資料
以及低噪聲電極。
被測介質(zhì)在電極的觸媒效果下發(fā)生化學(xué)反響而影響測量。例如鉑電極
電磁流量計在測量雙氧水時會在電極外表生成氣霧，流量為零時輸出也會動搖。
關(guān)于防止或減輕電極外表效應(yīng)的介質(zhì)——電極資料匹配，還沒有像侵蝕
性那樣有足夠的材料可杳，只要一些有限經(jīng)歷，尚待在理論中積聚。下文羅列若
干實例。
鉭對水是耐侵蝕的。但若運用鉭電極電磁流量計測量水流量，鉭電極外
表會構(gòu)成絕緣層，使儀表掉靈或運轉(zhuǎn)一段期間后呈現(xiàn)很大噪聲。氫氧化鈉等堿液
亦不克不及選用鉭電極。在工藝流程中即便是極短工夫鉭電極與水或“非酸”液
接觸(如清洗管系)，均會影響儀表正常運用。
鉑銥合金電極或鉑電極對鹽酸有優(yōu)越的耐腐性，鉑電極電磁流量計多處
用于測量鹽酸取得稱心的后果。但是測量濃度較高的鹽酸(10%以上)卻發(fā)生嚴(yán)峻
的噪聲。鉑電極用于測量低壓過氧化氫(壓力低于 0.3MPa)時，因為觸媒效果而
在電極外表發(fā)生氣霧，阻斷了電氣通路而影響任務(wù)。
哈氏合金 B對溫度、濃度不高的鹽酸是有耐侵蝕性的，已有若干使用優(yōu)
越的實例，但是濃度超越某值時會發(fā)生噪聲。在現(xiàn)場改動鹽酸濃度實驗標(biāo)明，濃
度逐 步添加超越 15%～20%時儀表輸出隨之晃悠起來，濃度到 25%輸出晃悠高達(dá)
20%。硝酸硫酸等酸液也有類似效應(yīng)的理論經(jīng)歷。
水廠用硫酸鋁液與原水夾雜以凝集懸浮體，夾雜配比常用電磁流量計測
量硫酸鋁液，選用耐酸鋼電極即可取得稱心的后果。我們曾碰到測量 15%硫酸鋁
的哈氏合金 B電極電磁流量計，運用進(jìn)程中也呈現(xiàn)輸出晃悠景象，后改用耐酸鋼
電極即任務(wù)正常。
鉑、鉭電極對各類濃度硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸，大局部均有較好的
測量結(jié)果，但個中鉑電極對濃度大于 10%的鹽酸會發(fā)生噪聲，鉭電極對濃度大于
10%的氫氟酸則不耐腐。
鉑銥合金和鉭雖有較好的耐侵蝕性，但價錢昂貴，一對鉭電極高達(dá)數(shù)百
到近千元，鉑銥電極比鉭電極還要貴一倍以上。
接地環(huán)銜接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩頭，它們
的耐侵蝕要求比電極低，答應(yīng)有必然侵蝕，按期改換。凡間選用耐酸鋼或哈氏合
金。因體積大從經(jīng)濟(jì)上思索較少采用鉭鉑等寶貴金屬。如金屬工藝管道直接與流
體接觸就不需求接地環(huán)。