電磁流量計的特性及選型

梁發菊

摘 要：本文介紹了電磁流量計的特點和注意事項。電磁流量計精度高、工作可靠、耐用性好、維護費用低，測量范圍寬。詳細介紹了電極及襯里材料的選擇，流量計安裝和使用注意事項、流量計的選型等，選用什么種類的電磁流量計，應根據被測流體介質的溫度、壓力、腐蝕性、磨損性等物理性質和化學性質來確定。安裝在無振動、 無強電磁場的環境中，盡量垂直安裝，水平安裝需要安裝在低處，信號線使用屏蔽線，走線不能跟強電線路一起。通過合理選型，既提高了流量計測量精度，又延長了使用壽命，現在電磁流量計被廣泛應用于冶金、化工、石化、醫藥、 食品等行業，應用前景廣闊。

關鍵詞：電磁流量計； 內襯； 電極；精度；應用

0 引 言

電磁流量計利用電磁感應原理制成的流量測量儀表，因計量準確度高、適用范圍廣，已被廣泛應用于冶金、 化工、 石化、 醫藥、 食品等行業。但電磁流量計如果選擇不合適，輕則影響測量精度，嚴重者甚至不能有效測量。因此，合理選擇電磁流量，就顯得至關重要。本文將詳細討論電磁流量計選型的幾點注意事項。

1 電磁流量計的特性

1 ） 測量精確度高、 工作可靠， 測量數據與被測介質的溫度、 壓力、 電導率等參數無關，可測量諸如礦漿、紙漿等含有固體顆粒且具有一定電導率的液體。

2 ） 測量管內沒有活動部件，幾乎無壓損，無機械慣性，反應十分靈敏。

3 ） 耐用性好，維護費用低，傳感器部分只有內襯和電極與被測液體接觸，只要合理選擇電極和內襯材料，即可耐腐蝕、耐磨損。

4 ） 雙向流量測量：可測正向流體的流量， 反向流體的流量。

5） 測量范圍較寬。量程比一般為10：1，最高達100：1 m/s。測量范圍從每小時幾十毫升到十幾萬立方米。測量管徑從2mm到2.4米，甚至達3米 [1]。

2 電磁流量計的使用和安裝注意事項

1 ）， 不能在安裝管道頂點， 保證滿管，防止氣泡。

3 ） 流速與速度分布不均勻將產生較大的測量誤差，因此，必須滿足前后直管段的長度，最好保證前10后 5倍管徑，以消除各種阻力對流速分布的影響。

4 ） 正確接地。接地包括內部導電管道（如不銹鋼管道）的接地 、具有內壁絕緣層的管道接地等。電磁流量計均配有接地環 ，把接地環接到管道上，以便可為被測介質和信號電壓提供一個固定參比電壓。如果是帶襯里，還要第三電極來接地，并且接地點不能與強電共地 [2] 。

5 ）信號線使用屏蔽線，走線不能跟強電線路一起。

6）使用溫度和壓力不能太高。使用溫度與管道襯里膨脹變形的溫度有關，一般不超過120度，最高使用壓力取決于管段的強度和電極的密封狀況，一般不超過1.6MPa。

7） 考慮介質對電極腐蝕及鈍化的影響。

3 電磁流量計選型

電磁流量計是一種高精度、高可靠和使用壽命長的流量儀表。選用什么種類的電磁流量計，應根據被測流體介質的溫度、壓力、腐蝕性、磨損性等物理性質和化學性質來確定，使電磁流量計的通徑、流量范圍、襯里材料、壓力等級、電極材料和輸出電流等都能適應被測流體的性質和流量的要求。

3.1電磁流量計類型的選擇

電磁流量計按結構形式分為分體型電磁流量計和一體型電磁流量計，系列公稱通徑DN15～DN3000。分體型電磁流量計除可測量一般導電液體的流量外，還可測量液固兩相流，以及高粘度液流及鹽類、強酸、強堿液體的體積流量。一般地，在復雜環境條件下（ 如在高溫流體、 爆炸性氣體及存在劇烈震動的場所和水有可 能淹沒的場所等） 下， 應選用分體型構造。一般良好環境條件下，可使用一體型電磁流量計。

3.2可測量的介質

由電磁流量計的工作原理可知，電磁流量計只能測量流量的導電的流體[3]，嚴格的說，除了高溫流體之外，只要電導率大于5 us/cm的任何流體，都可選則電磁流量計來測量流量。同時要注意：不導電的氣體，蒸汽，油類，丙酮等物質不能選用電磁流量計來測量流量。

3.3根據用途選擇流量計

電磁流量計根據用途分為潛水型、 防爆型、 衛生型、 高壓型和一般型。潛水型一般用于明渠流量測量； 防爆型用于可能具有可爆炸性氣體環境，如常在煤礦、 化工、 油田等環境下使用； 衛生型的特點是容易拆卸沖洗消毒， 并可快速安裝 ， 適用于食品、 藥部門； 高壓型用于鉆井循環泥漿、 固井水泥漿、 壓裂酸化 工藝的鹽酸、 采油工藝的高壓注水等液體流量的測量與控制； 一般型用于除上述之外的一般用途 。

3.4傳感器口徑與流速的綜合選擇

流量計使用流速流速一般為1～6m/s，也可達到0.3-15m/s范圍內，此時流量計口徑可選擇與用戶管道口徑一致。流速低于0.3m/s時，最好在儀表部位局部提高流速，采用縮徑方式。特殊情況下也可以通過選擇口徑，滿足用戶高精度測量的要求； 或降低傳感器內流速，以減小流體對襯里的磨 損；或提高傳感器內流速，以防止固體物的沉淀。

為避免流體中含有固體顆粒時會磨損電極和襯里，可以選擇較大口徑的傳感器，使其內的流速在3 m/s以下。但是使用口徑擴大的傳感器時，上下游的直管段長度要盡可能地加長，以保證傳感器內流速分布的對稱性。 當測量固液兩相流體時， 可以選擇縮小口徑的傳感器， 以加大其內的流速；在測量純水等低電導率流體時，需要降低測量流速，改變口徑，使流速在3 m/s以下。

3.5電磁流量計的精度選擇

根據測量要求和使用場合選擇儀表精度等級，做到經濟合算。比如用于能源計量、產品交接和貿易結算的場合，應該選擇精度等級高些，如1.0級、0.5 級，或者更高精度等級；用于生產過程控制的場合，根據控制要求選擇不同精度等級；有些僅僅是檢測一下生產過程流量，無需做精確控制和計量的場所，精度就可以選得更低些。

3.6襯里材料的選擇

在電磁流量計選型中， 對于有些介質如循環水、 冷凍水、 亞硫酸鉀、 低溫低濃度的氫氧化鉀堿液等，測量管使用316不銹鋼即可，不需要加襯里。而對于腐蝕介質則必須增加測量管襯里。在使用過程中要根據介質特性及工況環境選用不同材料的襯里。

常用襯里材料的性能和適用范圍表：sur

3.7電極和接地環材料

選擇電極材料時首先要考慮電極對測量介質的耐腐蝕性， 其次考慮是否會產生鈍化等表面效應。另外選擇電極材料時還 需要根據介質的化學特性選用不同材料的電極。如含鉬耐酸鋼 適用于漿液等低噪聲電極有導電橡膠 電極、 導電氟塑料電極和 多孔性陶瓷電極； 哈氏B電極用于測量7 5 稀硫酸； 哈氏C電極用 于測量3 2 、 4 4 、 4 8 氫氧化鉀； 鈦i 電極用于測量含游離氯鹽水、 氯 水； 鉭i 電極用于測量脫氯鹽水、 3 2 鹽酸。

需要說明的是，由于介質種類繁多，其腐蝕性又受溫度、濃度、流速等復雜因素而變化，實際應用中國應根據實際工況選擇合適的電極材質，必要時要做擬選材料的腐蝕試驗，如掛片試驗等。

接地環連接在絕緣襯里金屬管道或塑料管道的流量傳感器兩端，其耐腐蝕要求比電極稍低，可以允許有一定腐蝕，但需定期更換，通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因其體積較大， 一般不采用貴重金屬材料。如果金屬工藝管道直接與流體接觸就不使用 。

常用電極材料表

4結 論

電磁流量計作為工業生產使用液體的主要測量儀器，保證其正常運行并獲得準確數據相當關鍵。通過合理選型，既能提高了流量計的測量精度，又能提高流量計的使用壽命。從而大大降低電磁流量計故障率，保證了工業生產的需要。

參考文獻

[1]樂嘉謙主編.儀表工手冊第二版 [M] 化學工業出版社，2010年11月.

[2]丁煒，于秀麗. 過程檢測及儀表[M] 北京理工大學出版社， 2010年7月

[3]李全.工業控制中電磁流量計的選型與應用 [J]自動化應用， 2010年6月