摘要：電磁流量(liang)計 具有無壓損(sǔn)、口徑大、量程比(bi)寬、耐腐蝕、适用(yong)于高黏✌️度介質(zhi)、性價比高等特(te)點。探讨了電磁(cí)流量計的測量(liang)原理、特點、适用(yong)場合等工程要(yào)素，詳細介紹了(le)電磁流量計的(de)性能特點。介紹(shao)了電磁流量計(jì)的幾個✔️典型應(ying)用案例，提供了(le)疑難流👌量測量(liang)的參考方案。
　　在(zai)石化、化工、電力(lì)、冶金、市政、制藥(yào)等行業，流量測(ce)量的技術難度(du)和複雜程度都(dou)相當高，研究流(liú)量測量🎯對于提(tí)高産品質量、降(jiàng)低企業的經營(ying)成本、解決節能(neng)環保起到重要(yào)作用。電磁流🔴量(liàng)計具有無阻力(lì)，無🌈壓損的優點(dian)，可以充分減小(xiao)管道内的阻力(lì)，符合節能降耗(hao)的要求，因而電(dian)磁👅流量計在業(ye)界得到廣泛的(de)重視。介紹了🏒電(dian)磁流量計的測(ce)量原理、特點和(he)适用場合，提出(chū)了在♋工程設計(ji)中選用電磁流(liú)量計需考慮的(de)因素及電磁流(liú)量計的安裝要(yào)求。
1　測量原理
　　電(dian)磁流量計的測(cè)量原理是根據(jù)法拉第電磁感(gǎn)應定律測量流(liu)速，再測量流通(tong)截面液位高度(dù)得流通面積，兩(liang)者相乘得到所(suǒ)測流量［1］，電磁流(liu)量計測量原理(li)如圖💁1所示，電磁(ci)流量計實際測(cè)量介質流速，是(shi)一種速度式流(liú)量計。電磁流量(liàng)計的測量原理(lǐ)依據以下公式(shì)表述：
Ue＝ｋB　L　V（1）

　　式中：Ue—感應電動(dòng)勢，即流量信号(hao)，V；B—磁感應強度，T；L—電(diàn)極間距，即測量(liàng)管内徑，m；V—液體平(píng)均流速，m／S；qV—液體體(tǐ)積流量，m3／S。
2　适用範(fan)圍和優點
　　電磁(cí)流量計廣泛用(yòng)于導電液體或(huò)液固兩相介質(zhi)的體積流量測(ce)量，如其他儀表(biǎo)不能測量的各(gè)種酸💚、堿、鹽等高(gao)腐蝕性、易結晶(jīng)的溶液的流量(liang)，泥漿、礦漿、水煤(mei)漿、紙漿、漿料等(deng)液🔆固介質和純(chún)水、污水等相對(dui)簡單的導電介(jie)質的流量。電磁(cí)流量計要求被(bei)測介質電導率(lü)一般應大于5μS／Cm。電(diàn)磁流量計由😄流(liu)量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部💰分組(zu)成，與其他類型(xing)的流量計相比(bi)，其優點如下：
1）傳(chuan)感器測量管是(shi)一段無阻流檢(jiǎn)測件的直管，因(yin)而♌檢測流量時(shi)不會造成壓力(lì)損失，節能效果(guǒ)好。
2）适用于測量(liang)含有固體顆粒(lì)或纖維的液固(gù)兩相流體，如紙(zhǐ)漿、煤粉漿、礦漿(jiang)、污水及酸、堿、鹽(yan)溶液等具有一(yī)定電導🎯率的🈲液(ye)體，所測體積流(liu)量不受流體密(mì)度、黏度、溫度、壓(yā)力和電導🈲率的(de)影響。
3）測量範圍(wéi)大，量程比一般(ban)大于10∶1，最高可達(dá)100∶1。流速範圍一般(ban)爲1～6m／S，也可擴展到(dào)0.5～10.0m／S。測量管徑範圍(wéi)爲2mm～3m［2］。
4）Ue與qV成線性關(guān)系，故儀表具有(you)均勻刻度，且所(suo)測得流體的體(tǐ)積流量與介質(zhì)的物性（如溫度(du)、壓力、密度、黏度(du)）無關，所以電📱磁(cí)流量計隻需用(yong)水标定後，即可(kě)用來測量♈其他(tā)導電介質📞的體(tǐ)積🔆流量，無需修(xiū)正［2］。
5）測量口徑大(dà)，适用于大管徑(jing)液體流量的測(cè)量。6）與其⛱️他大部(bù)分流量儀表相(xiang)比，所要求的前(qián)置直管段較低(di)。
3　工程設計中需(xū)考慮的因素
3.1　工(gōng)藝過程條件
選(xuǎn)用電磁流量計(ji)通常需要考慮(lǜ)的工藝條件如(ru)下：
1）被測介質電(diàn)導率。電磁流量(liang)計測量的流體(ti)必須是導電⛹🏻‍♀️的(de)，一般✔️隻要電導(dao)率超過阈值，即(ji)使變化也不影(ying)響測量值，但低(di)于💋阈值✔️将會增(zeng)大測量誤差；通(tong)常要求液體電(diàn)導率不小于5μS／Cm，去(qù)離子水電🤩導率(lǜ)不小于20μS／Cm。
2）被測介(jiè)質溫度。根據被(bei)測工藝介質的(de)溫度範圍，選擇(ze)測量🚶‍♀️管内襯材(cai)料及傳感器線(xiàn)圈的漆包線的(de)耐溫等級，即襯(chen)裏材料應與介(jie)質溫度相适應(ying)，常用測量管襯(chen)裏材料建議根(gēn)據表1選擇。

3）被測(cè)介質壓力。根據(ju)被測工藝介質(zhì)的壓力，結合介(jiè)質的設計溫☔度(du)來确定電磁流(liu)量計傳感器的(de)過程連接法蘭(lán)壓力🈲等級🐪，常用(yong)标準壓力等級(ji)有PN40，PN16，PN10，PN6；美國标🔱準ASMEB1　6.5CLASS　150，CLASS　300。選(xuǎn)用電磁流量計(jì)時還需注意壓(ya)力⛹🏻‍♀️等級與流量(liang)計口徑有🙇‍♀️關。
4）工(gōng)藝介質流量範(fan)圍及工藝管道(dào)的管徑。根據管(guǎn)道口😄徑和介質(zhì)♈流速确定電磁(ci)流量計傳感器(qi)的标稱口徑。通(tōng)常💁選用與管☂️道(dao)相同或略小的(de)口徑，管道内平(píng)均流速根據✊情(qíng)況而定，一般❤️工(gōng)業輸水管道爲(wèi)經濟流速1.5～3m／S，易黏(nian)附沉積結垢物(wu)質流速宜爲☔3～4m／S，礦(kuàng)漿等磨☂️蝕性強(qiáng)的介質流速宜(yí)爲2～3m／S，電磁流量計(jì)液體流速可在(zai)1～10m／S選用［1］。
5）介質狀态(tai)。介質含有固體(ti)顆粒對傳感器(qi)内襯及電極有(you)磨蝕作用，如果(guo)被測介質含有(you)固體顆粒，襯裏(li)需選用高耐磨(mó)性材☔料，如陶瓷(ci)或聚氨酯橡膠(jiao)［1］。
6）介質的腐蝕性(xìng)。由于電極和襯(chen)裏與介質直接(jie)接觸📱，電極和襯(chen)裏的耐腐蝕特(te)性應與介質的(de)腐蝕性相匹配(pei)。
7）工藝管道材質(zhi)。根據安裝電磁(cí)流量計所在的(de)管道材質是金(jin)🤞屬還是絕緣材(cai)料，确定是否采(cǎi)用接地法蘭。
3.2　環(huan)境條件
1）根據安(ān)裝區域是否屬(shǔ)于爆炸危險區(qu)域，确定是否選(xuǎn)擇 防爆型電磁(ci)流量計 ，并按照(zhào)爆炸危險區域(yù)劃分等級選擇(zé)滿足儀表所在(zài)區域防爆🔴要求(qiu)的電磁流量計(ji)。
2）根據電磁流量(liang)計的實際安裝(zhuāng)地理位置，并按(an)照GB　4208—2008《外殼防護等(deng)級（IP代碼）》或IEC52９—2001　DeGreSS　0f　Pr0teCtI0n　Pr0VIDeD　byenCL0SUreS（IP　C0De），确定(ding)電磁流量計的(de)類型及防😘護等(děng)級。若儀表安裝(zhuang)在地面以下，易(yi)被水淹沒，宜選(xuǎn)用 分體型電磁(cí)流量計 ，且傳感(gǎn)器防護等級應(yīng)選用IP68的儀表；若(ruo)儀表安裝在地(dì)面以上，防護等(deng)級可選用IP65到IP67；同(tong)時，對分體型電(diàn)磁流量計所提(ti)供電纜長度應(ying)根據實際安裝(zhuang)位置确定。
3.3　材料(liao)
1）測量管材料。測(cè)量管材料應爲(wei)非磁性材料，通(tong)常爲🏃🏻1.4301不鏽鋼或(huo)1.4306／30　4L不鏽鋼。
2）法蘭。過(guo)程連接法蘭材(cai)料通常爲A105，F316L（1.4571／316L）。
3）電極(jí)材料。電極材料(liào)應根據被測介(jiè)質的成分及金(jīn)屬的耐腐蝕性(xing)選用。
4）襯裏材料(liào)。襯裏材料應根(gen)據被測介質的(de)腐蝕性、磨🔴損性(xing)及介質的最高(gao)溫度來選擇。
5）接(jiē)地環（或接地電(diàn)極）。接地環或接(jie)地電極的材質(zhì)應根據👈介質的(de)💯成分及金屬耐(nai)腐蝕性選擇，常(cháng)用的接地環或(huò)接地電極材料(liao)：316L不鏽鋼、哈氏合(he)金、钽。通常接地(di)電極的材質🧑🏾‍🤝‍🧑🏼與(yu)測量電極相同(tóng)。
4　安裝
　　在工程實(shi)際應用中，爲了(le)确保電磁流量(liang)計的正常🏃🏻運行(hang)☎️及測量精度，接(jie)地極的正确安(ān)裝是極爲重要(yao)的一個環節。
4.1　接(jie)地
　　由于電磁流(liú)量計測量的是(shì)微弱電勢，需排(pai)除一切外界幹(gan)擾才能準确測(ce)量，因而良好的(de)接地是保障㊙️電(dian)磁流量計穩❄️定(dìng)工⛷️作的☂️必要條(tiao)件。通常接地是(shì)通過接地環或(huo)傳感器内的參(can)考電極和管路(lù)系統的接地連(lian)接來實現。
1）當電(diàn)磁流量計安裝(zhuang)在已接地的金(jin)屬管道上，通過(guò)電磁流量計變(biàn)送器上的接地(di)端子實現系統(tǒng)電勢平衡，即通(tong)過截面積不小(xiǎo)于6mm2的銅芯電線(xian)連接至接地端(duān)子👈上。
2）當電磁流(liu)量計安裝在未(wei)接地的金屬管(guan)道上，2個法蘭均(jun)通過㊙️截面積至(zhi)少爲6mm2的銅芯電(diàn)線與管道法蘭(lan)相連接，并接地(dì)😄；将變送器或傳(chuan)感器接線盒連(lian)接至♈接地端子(zi)上，實現系統電(diàn)勢平衡。
3）當電磁(ci)流量計安裝在(zai)塑料管道或帶(dài)絕緣内襯的管(guǎn)道🈲上，通過附加(jia)接地環實現系(xì)統電勢平衡，接(jiē)地環通過截面(mian)積💁至少爲6mm2的銅(tong)芯電線連接至(zhì)接地端子上。
4.2　直(zhi)管段要求
　　爲了(le)保證電磁流量(liàng)計的正常運行(hang)，減少測量誤差(chà)⛷️，電磁🐪流量計🈲前(qián)後應符合一定(ding)的直管段要求(qiú)。根據JJG　1033—2007《電磁流量(liàng)計核㊙️定規程》測(ce)試标準要求，通(tong)常前直管段應(ying)達到10D，後直管段(duàn)應🈲爲5D；根據實際(ji)經驗，在大部分(fèn)應用場合，流量(liàng)計前直管段最(zui)少不小于5D，後直(zhi)管段最少不小(xiǎo)于3D。
4.3　安裝位置
通(tong)常，電磁流量計(jì)設計時需特别(bié)注意以下幾點(dian)：
1）變送器要選擇(ze)在任何時候測(cè)量導管内都能(néng)充滿液體的位(wei)置✊進行安裝，以(yǐ)防止由于測量(liang)導管内沒有液(yè)體而産生指針(zhen)不在🐆零點引起(qǐ)的錯覺。最好是(shi)🐕垂直安裝，減少(shǎo)由于液體流過(guò)在電極上産生(shēng)氣泡而造成的(de)誤差。
2）電磁流量(liàng)計測量管中出(chu)現氣體積聚或(huò)有氣泡現🤩象時(shi)，會㊙️增大測量誤(wù)差，所以要避免(mian)将電磁流量計(jì)傳感器安裝在(zài)🌍管道的最🌈高點(diǎn)。
3）電磁流量計傳(chuan)感器不應安裝(zhuāng)在泵的入口側(ce)，避免㊙️抽液時形(xíng)成負壓損壞測(ce)量管内襯。
4）盡量(liàng)避免安裝在有(you)振動的地方，若(ruò)不可避免，應加(jiā)固管路系統和(hé)傳感器，當振動(dòng)十分劇烈時，宜(yí)選用分體式電(diàn)磁流量計，将變(biàn)送器和傳感器(qì)分開安裝。在高(gao)空管道上，也要(yao)盡量選用 分體(ti)式電磁流量計(ji) ，将傳感器安裝(zhuang)在高空管道上(shàng)，将變送器安裝(zhuāng)在地面上的🐅易(yi)觀察處，方便巡(xun)查和維修。
5）電磁(ci)流量計信号微(wēi)弱，在滿量程時(shí)隻有2.5～8.0mV，流量很小(xiao)時，輸出隻🧡有幾(jǐ)微伏。要避免将(jiang)電磁流量計安(an)裝在有電磁場(chǎng)和電磁場🤞變化(hua)劇烈的地方，如(ru)大型變壓器、電(dian)機等強電💃🏻磁設(she)備💋附近。
6）變送器(qì)和二次儀表必(bi)須使用電源中(zhong)的同一根相線(xian)，否則⛷️會由于檢(jiǎn)測信号和反饋(kuì)信号相位差120°，導(dǎo)緻儀表不能正(zhèng)常工作💁［3］。
7）對于含(hán)固顆粒的液體(ti)流量測量，電磁(cí)流量檢測器🔴宜(yi)垂直安裝，并且(qiě)流體的流向應(yīng)自下而上。
4.4　選型(xing)中需要注意的(de)問題
　　電磁流量(liàng)計的測量管内(nèi)襯材料有多種(zhong)，其中耐腐蝕性(xing)能好的是聚四(sì)氟乙烯，目前的(de)陶瓷内膽襯裏(li)，此種材料既防(fang)腐蝕又耐磨。電(diàn)極材料的選擇(ze)要嚴格按照選(xuǎn)型要👄求進行，應(yīng)以滿足需要👉爲(wei)原則，不盲目選(xuan)擇貴金屬。在化(huà)工生産中鉑是(shì)一種性能很好(hao)的催化劑，某些(xiē)介質在一定的(de)條件下與鉑接(jie)觸後👄易發生化(huà)學反🐉應，鉑電極(ji)的電磁流量計(ji)在測量雙氧水(shuǐ)時，會在電極☁️表(biao)面生成氣霧，流(liu)✔️量爲零時，輸出(chū)🚶也🍉會波動［4］。
　　由于(yú)腐蝕性介質的(de)種類多種多樣(yang)，提供腐蝕性介(jiè)質給☁️制造廠商(shāng)進行研究，由制(zhì)造廠商提供試(shi)用材料，在規定(ding)的條件上挂片(piàn)試驗樣機。
5　應用(yòng)案例分析
5.1　在循(xún)環冷卻水站及(ji)尿素裝置中的(de)應用
　　某項目的(de)循環冷卻水站(zhan)及尿素裝置液(ye)體流量測量點(dian)的特點：循環冷(leng)卻水站的工藝(yi)管徑大、壓力低(di)、水中🧑🏽‍🤝‍🧑🏻含有氯化(hua)物等腐蝕性介(jiè)質，而且工藝管(guan)道敷設在地👌面(mian)以下；尿素裝置(zhì)流量測量介質(zhi)有熔融尿♍素、甲(jia)氨溶液等，具有(yǒu)腐蝕性強、易結(jie)晶的特點。同時(shi)要求儀表測量(liang)精度優于±0.5％。鑒于(yu)上述工況特點(diǎn)及要求，選用電(dian)磁✂️流量計，表2爲(wèi)該項目工況條(tiáo)件及👈電磁流量(liang)計的性能指🌈标(biao)。其中，循環冷卻(que)水站的電磁流(liu)量計選用分體(ti)型，檢⁉️測器的防(fang)護等級爲㊙️IP68，信号(hao)轉換器的防護(hu)等級爲IP67；尿素裝(zhuang)置所用電磁流(liú)量計的防護等(děng)級爲IP67，儀表運行(háng)至今⁉️效果良好(hao)。

5.2　在乙烯堿洗塔(tǎ)系統中的應用(yong)
　　乙烯堿洗塔系(xì)統中采用20％質量(liàng)分數的離子堿(jiǎn)注入塔内⛷️，與塔(ta)内的洗滌水液(ye)混合形成三段(duàn)不同質量分數(shu)的堿液，對💋裂解(jie)氣壓縮機Ⅲ段出(chu)來的裂解氣進(jìn)行洗滌，從而脫(tuō)除乙烯🔅裂解氣(qi)中的H2S和C02等雜質(zhì)，經過三段洗滌(di)⭐後，在最後一段(duan)雜質生成碳酸(suān)氫鈉後排出塔(ta)。洗滌後的裂解(jie)氣進入壓縮機(jī)的高壓段繼續(xu)壓縮并進入後(hòu)系統進一步分(fèn)☁️離處理。
　　由于離(li)子堿具有較強(qiang)的腐蝕性，測量(liang)難度大。原設計(jì)采用 差壓變送(song)器 測量方案，在(zai)使用過程中因(yīn)引壓管和三閥(fa)組内的🏃🏻物☎️料結(jié)晶頻繁，無法正(zhèng)常工作。經過多(duo)方評估，最後選(xuǎn)擇了德國Khr0ne公司(sī)的鉑金電極的(de)電磁流量計，該(gāi)流量計具有強(qiáng)抗腐蝕的鉑金(jīn)電極和PTFE内襯，剛(gang)開始儀表指示(shì)正♌常，但不久均(jun1)失靈，經多方面(miàn)查找原因，系内(nèi)襯損壞導🎯緻電(diàn)極被腐♈蝕損壞(huài)，儀表無法工作(zuò)。經過多方調研(yan)⛹🏻‍♀️和交流，在再次(ci)改造中選擇了(le)橫河電機公司(sī)的電容式無電(diàn)極電磁、配置陶(tao)瓷内膽的電💘磁(ci)㊙️流量計，該流量(liang)計🌈以外壁作爲(wei)測量電極，配以(yǐ)内部陶瓷内膽(dan)，具有極高的耐(nài)磨🐆性和防腐蝕(shí)性能，徹💔底改變(biàn)了原有電磁流(liu)量計配備專用(yong)電極的局限性(xìng)，很好地解❄️決了(le)該工況中的測(ce)量問題。
6　結束語(yu)
　　綜上所述，電磁(cí)流量計因其獨(dú)特的優點，在石(shí)化、化工等行業(yè)得到廣泛應用(yong)。用戶在選用電(diàn)磁流量計時應(ying)充分掌握測量(liàng)工況的各項條(tiao)件及其安裝要(yào)求，了解電磁流(liú)🈲量計安裝所處(chu)👄的環境條件，以(yǐ)确保正确地選(xuan)用電磁流量計(ji)，提高測量儀表(biao)的準确和🌍穩定(dìng)性。

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