摘要：電磁(ci)流量計 具(jù)有無壓損(sun)、口徑大、量(liàng)程比寬、耐(nài)腐蝕、适用(yong)于高黏度(dù)🔴介👈質、性價(jià)🏃🏻比高等特(tè)點。探讨了(le)電磁流量(liang)計的測量(liàng)原理、特點(diǎn)、适用場合(hé)等工程要(yào)素，詳細介(jie)紹了電磁(cí)流量計的(de)性能特點(dian)。介紹了電(diàn)磁流量計(jì)的幾個典(dian)型應用案(an)例，提供了(le)疑難流♈量(liang)測量的參(cān)考方案。
　　在(zai)石化、化工(gōng)、電力、冶金(jīn)、市政、制藥(yao)等行業，流(liú)量測量的(de)技術難💔度(du)和複雜程(cheng)度都相當(dāng)高，研究流(liú)量測量☎️對(duì)于提高📱産(chan)品質量、降(jiang)低企業的(de)經營成本(ben)、解決節❤️能(neng)環保♻️起到(dào)重要作用(yòng)。電磁流👈量(liàng)計具有無(wú)阻力，無壓(ya)損的優點(dian)，可以充分(fen)減小管道(dào)内的阻力(lì)，符合節✍️能(néng)降耗的要(yao)求，因而電(diàn)磁流量計(jì)在業界得(de)到廣泛🆚的(de)重視。介紹(shào)🏃了電磁流(liu)量計的測(ce)量原理、特(tè)點和适用(yong)場合，提出(chū)了在工程(chéng)設計中選(xuan)用電磁流(liú)量計需考(kǎo)慮的因素(su)及電磁流(liú)量計的安(an)裝要求。
1　測(cè)量原理
　　電(diàn)磁流量計(ji)的測量原(yuán)理是根據(jù)法拉第電(dian)磁感應定(ding)律💋測❄️量流(liu)速，再測量(liang)流通截面(mian)液位高度(du)得流通面(miàn)積，兩者🐉相(xiàng)乘得到所(suo)測流量［1］，電(dian)磁流量計(ji)測量原理(li)如圖1所示(shì)，電磁流量(liang)計實際測(cè)量介質流(liú)速，是一種(zhong)速度式流(liú)量計。電磁(cí)流量計的(de)測量原☔理(lǐ)依據以下(xia)公式表述(shù)：
Ue＝ｋB　L　V（1）

　　式中(zhōng)：Ue—感應電動(dong)勢，即流量(liàng)信号，V；B—磁感(gan)應強度，T；L—電(diàn)極間距，即(ji)測量管内(nei)徑，m；V—液體平(píng)均流速，m／S；qV—液(yè)體體積流(liu)量，m3／S。
2　适用範(fàn)圍和優點(diǎn)
　　電磁流量(liang)計廣泛用(yòng)于導電液(ye)體或液固(gu)兩相介質(zhì)的體積流(liu)👣量👨‍❤️‍👨測量，如(rú)其他儀表(biǎo)不能測量(liàng)的各種酸(suan)、堿、鹽等高(gāo)🧡腐蝕性、易(yi)結晶的溶(rong)液的流量(liàng)，泥漿、礦漿(jiāng)、水煤漿、紙(zhǐ)漿、漿料等(děng)液固介質(zhì)和純水、污(wū)水等相對(duì)簡單的導(dǎo)電介質的(de)流量。電磁(ci)流量計要(yào)求被測介(jie)👉質電導率(lü)一般應大(dà)于5μS／Cm。電✏️磁流(liu)量計由流(liu)量傳感器(qì)和轉換器(qi)兩❄️部💃分組(zǔ)成，與其他(ta)類型的流(liú)量計相比(bi)😄，其優點如(rú)🛀下：
1）傳感器(qi)測量管是(shì)一段無阻(zǔ)流檢測件(jiàn)的直管，因(yin)而㊙️檢測流(liú)量時不會(hui)造成壓力(lì)損失，節能(néng)效果好。
2）适(shì)用于測量(liang)含有固體(ti)顆粒或纖(xiān)維的液固(gù)兩相流體(ti)🧡，如紙漿🏃‍♂️、煤(mei)粉漿、礦漿(jiang)、污水及酸(suan)、堿、鹽溶液(ye)等具有一(yī)定電導🈚率(lǜ)的液體，所(suo)測體積流(liu)量不受流(liu)體密度、黏(nián)度、溫度、壓(ya)力和電導(dao)率的影響(xiǎng)。
3）測量範圍(wei)大，量程比(bi)一般大于(yú)10∶1，最高可達(dá)100∶1。流速範圍(wei)✨一🤞般爲1～6m／S，也(yě)可擴展到(dao)0.5～10.0m／S。測量管徑(jing)範圍爲2mm～3m［2］。
4）Ue與(yǔ)qV成線性關(guan)系，故儀表(biao)具有均勻(yun)刻度，且所(suǒ)測得流體(ti)的♌體積流(liú)量與介質(zhi)的物性（如(rú)溫度、壓力(lì)、密度、黏⛷️度(dù)）無關，所以(yǐ)電磁流量(liang)計隻需用(yòng)水标定後(hòu)，即可用來(lái)測量其他(tā)導電介質(zhì)❓的體積🏃流(liú)量，無🌈需修(xiū)正［2］。
5）測量口(kǒu)徑大，适用(yong)于大管徑(jìng)液體流量(liàng)的測量。6）與(yu)其他大部(bu)分流量儀(yi)表相比，所(suo)要求的前(qián)置直管段(duan)較低。
3　工程(chéng)設計中需(xu)考慮的因(yīn)素
3.1　工藝過(guo)程條件
選(xuan)用電磁流(liu)量計通常(chang)需要考慮(lǜ)的工藝條(tiao)件如下🌏：
1）被(bei)測介質電(diàn)導率。電磁(ci)流量計測(ce)量的流體(ti)必須是導(dao)電💯的，一般(ban)隻要電導(dǎo)率超過阈(yù)值，即使變(biàn)化也不♍影(ying)響測量值(zhí)，但🌈低于阈(yù)值将會增(zēng)大測量誤(wu)差；通常要(yao)求液體電(dian)導率不小(xiǎo)于5μS／Cm，去離🛀🏻子(zǐ)水電導率(lü)不小于20μS／Cm。
2）被(bèi)測介質溫(wen)度。根據被(bèi)測工藝介(jiè)質的溫度(du)範圍，選擇(zé)🍓測量管内(nei)襯材料及(ji)傳感器線(xian)圈的漆包(bāo)線的耐溫(wen)等級，即襯(chen)裏材料應(ying)與介質溫(wen)度相适應(ying)，常用測👉量(liàng)管襯裏材(cai)料建議根(gēn)📞據表1選擇(zé)。

3）被測介質(zhi)壓力。根據(jù)被測工藝(yi)介質的壓(ya)力，結合介(jiè)質的設計(ji)溫度來确(què)定電磁流(liú)量計傳感(gan)器的過程(chéng)連接法蘭(lán)壓力等級(ji)，常用标準(zhun)壓力等級(jí)有PN40，PN16，PN10，PN6；美國标(biāo)準ASMEB1　6.5CLASS　150，CLASS　300。選用電(diàn)磁流量計(ji)時還需注(zhù)意壓力等(děng)級與流量(liang)計口徑有(you)關。
4）工藝介(jie)質流量範(fàn)圍及工藝(yi)管道的管(guǎn)徑。根據管(guan)道口徑和(hé)介質流速(sù)确定電磁(ci)流量計傳(chuan)感器的标(biāo)稱口徑。通(tōng)常選用與(yu)管🌏道相同(tong)或略小的(de)口徑，管道(dào)内平均流(liú)速根據情(qíng)況而定，一(yi)般❄️工業輸(shū)水管道爲(wei)經濟流速(su)1.5～3m／S，易黏附沉(chén)積結垢物(wu)質流速宜(yí)爲3～4m／S，礦漿等(deng)磨🔴蝕性強(qiang)的介質流(liu)速宜爲2～3m／S，電(diàn)磁流量計(ji)液體流速(sù)可🏃‍♀️在1～10m／S選用(yòng)［1］。
5）介質狀态(tai)。介質含有(yǒu)固體顆粒(lì)對傳感器(qì)内襯及電(dian)極有磨蝕(shi)作用，如果(guǒ)被測介質(zhi)含有固體(tǐ)顆粒，襯裏(lǐ)需選用高(gao)🤩耐磨✍️性材(cái)料，如陶瓷(cí)或聚氨酯(zhǐ)橡膠［1］。
6）介質(zhi)的腐蝕性(xìng)。由于電極(jí)和襯裏與(yu)介質直接(jie)接觸，電極(jí)和🔆襯裏的(de)耐腐蝕特(tè)性應與介(jiè)質的腐蝕(shi)性相⛷️匹配(pei)。
7）工藝管道(dào)材質。根據(jù)安裝電磁(cí)流量計所(suo)在的管道(dao)材質是金(jin)屬還是絕(jue)緣材料，确(que)定是否采(cai)用接地法(fa)蘭。
3.2　環境條(tiáo)件
1）根據安(ān)裝區域是(shì)否屬于爆(bào)炸危險區(qu)域，确定是(shì)否💋選擇 防(fang)爆型電磁(ci)流量計 ，并(bing)按照爆炸(zhà)危險區域(yù)劃分等級(ji)選擇滿足(zu)儀表所在(zai)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻區域👣防爆(bao)要求的電(diàn)磁流量計(ji)。
2）根據電磁(cí)流量計的(de)實際安裝(zhuang)地理位置(zhi)，并按照GB　4208—2008《外(wai)殼防🔆護🌈等(děng)🔴級（IP代碼）》或(huo)IEC52９—2001　DeGreSS　0f　Pr0teCtI0n　Pr0VIDeD　byenCL0SUreS（IP　C0De），确定電磁(ci)流量計的(de)類型及防(fang)護等🧡級。若(ruò)儀表安裝(zhuāng)在地面以(yi)下，易被水(shuǐ)淹沒，宜選(xuǎn)用 分體型(xíng)電磁流量(liàng)計 ，且傳感(gan)器防護等(deng)級應選用(yòng)IP68的儀表；若(ruo)儀表安裝(zhuāng)在地面以(yi)上，防護等(děng)級可選用(yong)IP65到IP67；同時，對(duì)分體型電(diàn)磁流量👅計(jì)所提供電(dian)纜長度👈應(yīng)根據實際(jì)安裝位置(zhi)确定。
3.3　材料(liao)
1）測量管材(cai)料。測量管(guǎn)材料應爲(wei)非磁性材(cái)料，通常爲(wèi)1.4301不🔆鏽🔞鋼或(huo)1.4306／30　4L不鏽鋼。
2）法(fǎ)蘭。過程連(lián)接法蘭材(cai)料通常爲(wèi)A105，F316L（1.4571／316L）。
3）電極材料(liào)。電極材料(liao)應根據被(bei)測介質的(de)成分及金(jīn)屬的耐腐(fu)蝕性選用(yòng)。
4）襯裏材料(liào)。襯裏材料(liao)應根據被(bèi)測介質的(de)腐蝕性、磨(mó)損性及介(jie)質的最高(gāo)溫度來選(xuǎn)擇。
5）接地環(huan)（或接地電(dian)極）。接地環(huán)或接地電(dian)極的材質(zhi)應根據介(jie)質的成分(fen)及金屬耐(nai)腐蝕性選(xuǎn)擇，常用的(de)接地環🏃🏻或(huò)接地電🙇🏻極(jí)材料：316L不鏽(xiu)鋼、哈氏合(he)金、钽。通常(cháng)接地電極(jí)的材質與(yu)測量電極(ji)相📱同。
4　安裝(zhuang)
　　在工程實(shí)際應用中(zhōng)，爲了确保(bǎo)電磁流量(liang)計的正常(cháng)運行及測(cè)量精度，接(jiē)地極的正(zhèng)确安裝是(shi)極爲重要(yào)👨‍❤️‍👨的一個環(huan)節。
4.1　接地
　　由(you)于電磁流(liu)量計測量(liang)的是微弱(ruo)電勢，需排(pái)除一切外(wài)界幹擾才(cai)能準确測(cè)量，因而良(liang)好的接地(di)是保障電(diàn)磁流量計(ji)穩♌定工作(zuò)的必要條(tiao)件。通常接(jiē)地是通過(guò)接地環或(huò)傳感器内(nei)👄的參考電(dian)極和管路(lù)系統的接(jiē)地連接🙇🏻來(lai)實現。
1）當電(diàn)磁流量計(jì)安裝在已(yǐ)接地的金(jīn)屬管道上(shàng)，通過🧑🏽‍🤝‍🧑🏻電磁(cí)流量計變(bian)送器上的(de)接地端子(zǐ)實現系統(tong)電勢☎️平衡(heng)🛀，即通過截(jié)面積不小(xiao)于6mm2的銅芯(xin)電線連接(jiē)至接地端(duan)子上。
2）當電(diàn)磁流量計(ji)安裝在未(wei)接地的金(jīn)屬管道上(shang)，2個法蘭均(jun1)通過截面(mian)積至少爲(wei)6mm2的銅芯電(diàn)線與管道(dao)法蘭相連(lian)接，并🌂接地(di)；将變送器(qi)或傳感器(qi)接線盒連(lian)接至接地(di)端🙇‍♀️子上，實(shí)☁️現系統🐇電(dian)勢平衡。
3）當(dāng)電磁流量(liang)計安裝在(zài)塑料管道(dao)或帶絕緣(yuán)内襯的🔴管(guǎn)🌈道上，通過(guò)附加接地(di)環實現系(xì)統電勢平(píng)衡，接地環(huan)通過截面(mian)積至少爲(wei)6mm2的銅芯電(diàn)線連接至(zhi)接地端子(zi)上。
4.2　直管段(duan)要求
　　爲了(le)保證電磁(ci)流量計的(de)正常運行(háng)，減少測量(liàng)誤差，電磁(cí)流量計🌏前(qián)後應符合(he)一定的直(zhí)管段要求(qiu)。根據💛JJG　1033—2007《電磁(ci)流量🤞計核(hé)定規程》測(cè)試标準要(yào)求，通常前(qián)直管段應(ying)達到10D，後直(zhí)管段應爲(wei)5D；根據✔️實際(jì)經驗，在大(dà)部分應用(yòng)場合，流量(liang)計前直管(guǎn)段最少不(bú)小于5D，後直(zhí)管段最少(shao)不小于😍3D。
4.3　安(an)裝位置
通(tōng)常，電磁流(liú)量計設計(jì)時需特别(bie)注意以下(xia)幾點：
1）變送(sòng)器要選擇(ze)在任何時(shi)候測量導(dao)管内都能(neng)充滿液體(tǐ)的位置進(jin)行安裝，以(yi)防止由于(yu)測量導管(guǎn)内沒有液(yè)體而産生(shēng)指針不在(zai)零點引起(qi)的錯覺。最(zui)好是垂直(zhi)安裝，減少(shǎo)由于液☁️體(tǐ)流過在電(dian)極👣上産生(sheng)氣泡而造(zào)成的誤差(cha)。
2）電磁流量(liang)計測量管(guǎn)中出現氣(qi)體積聚或(huò)有氣泡現(xian)象時㊙️，會增(zeng)🈲大測量誤(wu)差，所以要(yao)避免将電(dian)磁流量計(ji)傳感器安(ān)裝在管道(dào)的最🍓高點(diǎn)。
3）電磁流量(liàng)計傳感器(qi)不應安裝(zhuang)在泵的入(ru)口側，避免(mian)抽液時形(xing)成負壓損(sun)壞測量管(guǎn)内襯。
4）盡量(liang)避免安裝(zhuang)在有振動(dong)的地方，若(ruo)不可避免(miǎn)，應加💘固管(guan)☁️路系統和(he)傳感器，當(dāng)振動十分(fèn)劇烈時，宜(yí)選用分體(tǐ)式電磁流(liú)量計☁️，将變(bian)送器和傳(chuan)感器分開(kai)安裝👅。在高(gao)空管道上(shang)💋，也要盡🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量(liàng)選用 分體(tǐ)式電磁流(liú)量計 ，将傳(chuan)感器安裝(zhuang)在高空管(guan)道上，将變(biàn)送器安裝(zhuang)在地📱面🤟上(shàng)的易觀察(chá)處，方便巡(xun)查和維修(xiu)。
5）電磁流量(liang)計信号微(wēi)弱，在滿量(liang)程時隻有(you)2.5～8.0mV，流量很小(xiǎo)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻時，輸🏃‍♂️出隻(zhi)有幾微伏(fu)。要避免将(jiāng)電磁流量(liang)計安裝在(zai)有電磁場(chǎng)和電磁場(chang)變化劇烈(liè)的地方，如(ru)大型變壓(ya)器、電機等(deng)強電磁設(she)備附近。
6）變(bian)送器和二(èr)次儀表必(bì)須使用電(dian)源中的同(tóng)一根相線(xiàn)，否則✨會由(you)于檢測信(xin)号和反饋(kui)信号相位(wèi)差120°，導緻儀(yi)表不能🌐正(zheng)常工作［3］。
7）對(duì)于含固顆(ke)粒的液體(ti)流量測量(liàng)，電磁流量(liàng)檢測器⛷️宜(yi)㊙️垂直安裝(zhuāng)，并且流體(tǐ)的流向應(yīng)自下而上(shàng)。
4.4　選型中需(xu)要注意的(de)問題
　　電磁(ci)流量計的(de)測量管内(nèi)襯材料有(yǒu)多種，其中(zhong)耐腐蝕🧑🏾‍🤝‍🧑🏼性(xìng)能好的是(shì)聚四氟乙(yi)烯，目前的(de)陶瓷内膽(dǎn)襯裏，此種(zhong)材料既防(fang)腐蝕又耐(nài)磨。電極材(cai)料的選擇(ze)要嚴格按(àn)照選型要(yao)求進行，應(yīng)以滿足需(xū)要爲原則(zé)，不盲目選(xuǎn)擇貴金屬(shǔ)。在化🛀工生(shēng)産中鉑是(shi)一種性能(néng)很好的催(cuī)化劑，某些(xiē)介質在一(yī)💞定的條件(jian)下🔞與鉑接(jie)觸後易發(fā)生化學反(fǎn)應，鉑電極(ji)的電磁流(liú)量計在測(cè)量雙氧水(shui)時，會在電(diàn)極表面生(sheng)🛀🏻成氣霧，流(liú)量爲零時(shí)，輸出也會(huì)波動［4］。
　　由于(yú)腐蝕性介(jiè)質的種類(lèi)多種多樣(yàng)，提供腐蝕(shí)性介質給(gěi)制造廠商(shang)進行研究(jiū)，由制造廠(chǎng)商提供試(shì)用材料，在(zai)規定的條(tiáo)件上挂片(piàn)試驗樣機(ji)。
5　應用案例(li)分析
5.1　在循(xun)環冷卻水(shui)站及尿素(su)裝置中的(de)應用
　　某項(xiàng)目的循環(huán)冷卻水站(zhan)及尿素裝(zhuāng)置液體流(liu)量測🈲量點(dian)的特點☎️：循(xún)環冷卻水(shui)站的工藝(yi)管徑大、壓(yā)力低、水中(zhōng)含有氯化(huà)物等腐蝕(shi)性介質，而(ér)且工藝管(guǎn)道敷👌設在(zai)地面以下(xia)；尿素裝置(zhi)流量測量(liang)介質有熔(róng)融尿素、甲(jia)氨溶液等(děng)，具有腐蝕(shí)性強、易結(jié)晶的特點(dian)。同時要求(qiú)儀表測量(liàng)精度優于(yu)±0.5％。鑒于上述(shu)工✨況特點(diǎn)及要求，選(xuǎn)用電磁流(liú)量計，表2爲(wei)該項目工(gōng)況條件及(ji)☔電磁流量(liang)計的性能(neng)指标。其中(zhōng)，循環冷卻(que)水站的電(diàn)磁流量計(jì)選用分體(ti)型，檢測器(qì)的防護等(deng)級🙇🏻爲IP68，信号(hào)轉換器的(de)防護等級(jí)爲IP67；尿素🌏裝(zhuāng)置所用電(diàn)磁流量計(ji)的防護等(děng)級爲IP67，儀表(biao)運行至今(jin)💋效果良好(hao)。

5.2　在乙烯堿(jiǎn)洗塔系統(tǒng)中的應用(yong)
　　乙烯堿洗(xi)塔系統中(zhong)采用20％質量(liang)分數的離(li)子堿注入(ru)塔内，與塔(ta)内的洗滌(dí)水液混合(he)形成三段(duàn)不同質量(liang)分數的堿(jiǎn)液，對裂解(jie)氣壓縮機(jī)Ⅲ段出來的(de)裂解氣進(jìn)行洗滌，從(cong)而脫除乙(yǐ)烯裂解氣(qi)中的H2S和C02等(děng)雜質，經過(guo)三段洗滌(di)後，在最後(hou)一段雜質(zhì)生成碳酸(suan)氫鈉後排(pai)出塔。洗滌(di)後✍️的裂解(jiě)氣進入壓(yā)縮機的高(gāo)壓段繼續(xu)壓縮并進(jin)入🌈後✉️系統(tong)進一步分(fèn)離處理。
　　由(you)于離子堿(jiǎn)具有較強(qiang)的腐蝕性(xìng)，測量難度(du)大。原設計(ji)采用 差壓(yā)變送器 測(cè)量方案，在(zài)使用過程(cheng)中因引壓(ya)管和三閥(fa)組内的物(wu)料結㊙️晶頻(pin)繁，無法正(zhèng)常工作。經(jīng)過多方評(ping)估，最後選(xuǎn)擇了德國(guó)Khr0ne公司的❓鉑(bo)金電極的(de)電磁流量(liàng)計，該流量(liang)計具有強(qiáng)抗🔞腐蝕的(de)鉑金電極(ji)和PTFE内襯，剛(gāng)開始儀✏️表(biǎo)指示正常(cháng)，但不久均(jun)失靈，經多(duō)方面查☎️找(zhǎo)原因，系内(nèi)襯損壞導(dǎo)緻電極被(bèi)腐🌈蝕損壞(huài)，儀表無法(fǎ)工作。經過(guo)多方調研(yán)和交流，在(zài)再次改造(zào)中選擇了(le)橫🚶河電機(ji)公司的電(diàn)容式無電(diàn)極電磁、配(pèi)置陶瓷内(nei)膽的電🔱磁(ci)㊙️流量計，該(gai)流量計以(yǐ)外壁作爲(wèi)測量電極(jí)，配以内部(bù)陶瓷内膽(dǎn)，具有極高(gao)的耐磨性(xìng)和防腐蝕(shí)性🔆能，徹底(dǐ)改變了原(yuán)有電磁流(liú)量計配備(bèi)專用電🐕極(jí)的局限👉性(xing)，很好地解(jiě)決了該工(gong)況中的測(cè)量問題。
6　結(jie)束語
　　綜上(shàng)所述，電磁(ci)流量計因(yin)其獨特的(de)優點，在石(shi)化、化工🤟等(děng)行業得到(dào)廣泛應用(yong)。用戶在選(xuan)用電磁流(liu)量計時應(ying)充分掌握(wo)測量工況(kuang)的各項條(tiáo)件及其安(ān)裝要👌求，了(le)解👉電磁流(liu)量計安裝(zhuang)所處的環(huan)境條件，以(yi)确保正确(que)地選用電(dian)磁流量計(jì)，提高🚩測量(liang)儀表📞的準(zhǔn)确和📐穩定(ding)性。

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