4.6　电磁流量计

电磁流量计基于法拉第电磁感应原理，用来测量导电液体的体积流量。电磁流量计的传感器结构简单，无可动部件和节流部件，测量时无压力损失；测量体积流量，不受被测介质的温度、黏度和密度影响，只需经水标定即可测量其他导电性液体；仪表输出只与被测介质的平均流速成正比，对称分布下与流动状态（层流或湍流）无关，量程范围高；选择不同内衬材料可实现特殊流体的测量；无机械惯性，输出电动势与流速变化同步，反应灵敏，可测量瞬时脉动流量，也可测量正反方向流量。

电磁流量计不能测量气体、蒸汽以及含有较多气体的液体；不能测量电导率很低的液体介质、石油制品和有机溶剂；普通工业用电磁流量计由于测量管内衬和电气绝缘材料的限制，不能用于测量高温介质；如未经特殊处理，也不能测量低温介质，以防止结露（结霜）破坏绝缘；另外，电磁流量计对于电磁干扰敏感。

4.6.1　电磁流量计测量原理

法拉第电磁感应定律表明，导体在磁场中作切割磁力线运动时，两端会感应产生与磁场方向和导体运动方向垂直的感应电动势，且数值大小与磁感应强度和运动速度成正比。该定律适用于导电流体，为电磁流量计的最基本理论。

如图1-4-16所示，导电流体流经测量截面处的磁场时，在流场边界处与流体接触的电极上会产生感应电动势，绝对值大小表示为

E = kBD （1-4-17）

式中， E 为感应电动势，V； B 为磁感应强度，T； D 为测量截面内的导体长度，相当于管道直径，m； 为流体平均速度，m/s； k 为传感器系数。

对于圆形管道，流过的体积流量 q V 可以表示为

电磁流量计利用此基本原理实现对体积流量的测量。

4.6.2　电磁流量计结构

电磁流量计由流量传感器和转换器组成。传感器典型结构如图1-4-17所示，测量管上下装有励磁线圈，通励磁电流后产生磁场穿过测量管，一对电极装在管内壁与液体接触，产生感应电动势，经转换器输出。

图1-4-17所示结构中的电极和测量管内侧的衬里与流体直接接触，所以电极和衬里的材料应根据被测介质选择。电极一般分为三种形式：普通电极；刮刀电极（RE），可清除电极表面污垢；可更换电极（WE），可在线拆下清洗污垢。

4.6.3　电磁流量计分类

目前，电磁流量计已发展成多种类型，主要分类方法及特点见表1-4-8。

4.6.4　电磁流量计的选用

我国1980年制定了电磁流量计行业标准。随着技术发展进步，1999年进行修订，等同采用ISO国际标准（ISO9104: 1991和ISO6817: 1992）的国家标准：GB/T 18659—2002《封闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的性能评定方法》和GB/T 18660—2002《封闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的使用方法》已经颁布。表1-4-9为电磁流量计主要性能参数。

电磁流量计选型时，应根据需要结合国标选用相应型号。表1-4-10列出常用电磁流量计的选用标准。

4.6.5　电磁流量计的安装

电磁流量计传感器与转换器的正确安装对于流量计的正常运行与精确测量非常重要。安装电磁流量传感器时，可参考表1-4-11。

电磁流量转换器安装时，分离型流量计的转换器安装在传感器附近或仪表室，使用温度范围略低于表1-4-11中规定值。转换器与传感器之间的距离与被测介质电导率和信号线缆型号有关，一般依据产品说明书安装。

4.6.6　电磁流量计的运行维护

①零点检查　电磁流量计使用前，需要对传感器零点进行检查：将传感器充满实测液体，通电后在流体静止状态下调整零点。使用后应根据被测流体和使用条件定期检查零点，尤其是对易沉淀、易污染电极、含有固体的非清洁流体等。交流励磁方式容易产生零点漂移，应注意调整。

②清除内壁结垢层

③传感器电性能检查　包括电极间电阻、电极绝缘电阻及励磁线圈绝缘电阻。

④常见故障分析　电磁流量计在调试及运行期常见故障见表1-4-12。