0引言
　　電(diàn)磁流量計（以下簡(jian)稱EMF）是利用法拉第(di)電磁感應定律制(zhì)成的一㊙️種測🐉量導(dǎo)電液體體積流量(liàng)的儀表。50年代初電(diàn)磁流量計實現了(le)工業化應用，近年(nian)來世界範圍電磁(ci)流量計産量約占(zhan)工業流量儀表台(tái)數的👣5%～6.5%。
1電磁流量計(jì)的原理
1.1電磁流量(liàng)計的工作原理
　　電(dian)磁流量計的基本(ben)原理是法拉第電(dian)磁感應定律[1]，即導(dǎo)體在💛磁場中切割(ge)磁力線運動時，在(zai)導體兩端會感應(ying)一個與磁場✊方向(xiàng)和導體運動方向(xiàng)相互垂直的感應(ying)電動勢。感應✌️電動(dong)勢的大小與感應(yīng)強度和運動速度(du)成正比。導電性液(ye)體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測量管(guan)内流動，與🌈流動方(fāng)向垂直的方向上(shang)産生與流量成比(bi)例的感應電勢，其(qí)值如下式：
E=K×B×D×V
式中E-----感(gan)應電動勢，即流量(liang)信号，V。
K-----傳感器的修(xiū)正系數。
B-----磁感應強(qiáng)度，T。
D----電極間距及測(cè)量管内徑，m。
V----導電介(jie)質的平均流速，m/s。

　　感應電動勢(shi)“E”是通過裝在内管(guan)道壁上的兩個電(diàn)極來檢測的，并❓通(tong)過連接在電極上(shang)的引線将感應到(dao)的“E”信号傳至轉換(huàn)器的信号處理單(dan)元，将信号進行放(fàng)大，通過單片機進(jìn)行處理,實⭐現流量(liang)、流速的顯示，并轉(zhuǎn)換爲統一的、标準(zhǔn)的電流信号、頻率(lü)信号以及所需要(yào)的各種報警信号(hào)輸出，随着通訊技(jì)術的發展，電磁流(liú)量💚計也正在從單(dan)機儀表逐步走向(xiang)網絡化儀表的過(guò)渡，可方便的實現(xiàn)遠程👈調試，監測及(ji)工業過程自動化(huà)處理。
1.2電磁流量計(jì)的組成
　　電磁流量(liang)計主要由電磁流(liu)量傳感器和電磁(ci)流量🔴轉換器🏒組成(cheng)，連接方式分爲一(yī)體型電磁流量計(ji)和分體型電磁流(liu)量計。傳感器安裝(zhuāng)在所測介質的管(guan)道上，将導電介質(zhi)的流⛹🏻‍♀️速（流量）線性(xing)的變換成感應電(dian)勢“E”信号。
轉換器向(xiang)傳感器提供工作(zuo)磁場的勵磁電流(liu)，并接受感應🐉電☂️勢(shi)信号，并将信号進(jin)行一系列的處理(lǐ)，轉⛷️換成電流、頻率(lü)信号輸出。
1.2.1電磁流(liu)量傳感器
電磁流(liu)量傳感器的形式(shì)主要由勵磁方式(shi)決定，一☔般由4部分(fèn)組🌈成。
1）測量管：被測(cè)介質流過的通道(dao)。一般由内襯絕緣(yuan)襯裏的非導磁材(cái)料、非導磁性金屬(shǔ)管子（通常使用不(bu)鏽鋼）構成。
2）工作磁(cí)場：由勵磁線圈通(tong)電産生。勵磁系統(tong)主要由勵磁👈線🆚圈(quan)、極靴闆、磁轭等構(gòu)成；勵磁線圈通電(diàn)後産生恒定的磁(cí)場✊，其直接安裝在(zai)導管上，并與電極(ji)軸線垂直💜，磁場的(de)分布将會影響到(dao)電磁流量的線性(xìng)和重複性😍。磁轭是(shi)使磁力線均勻的(de)分布到電極軸線(xiàn)的垂直面上，以提(tí)高傳感器的測量(liàng)精度和測量🈚穩定(ding)性。
3）信号檢測部分(fen)：包括電極、電極引(yǐn)出線、電極屏蔽罩(zhao)和接線🈲端子盒等(deng)；電極直接與被測(cè)介質接觸，感應🥵電(diàn)壓🐉信号通過電極(jí)輸出🈲到轉換器的(de)信号處理單元。
4）殼(ké)體：起磁路與外界(jiè)隔離、保護作用。
1.2.2電(diàn)磁流量轉換器
　　傳(chuán)感器産生的電極(jí)信号或測得的電(diàn)壓,其數值(或👄信☂️号(hao))極其微弱,通常爲(wei)μV到mV,并且幹擾成分(fèn)相當複雜，信号幅(fu)度直接受到磁場(chǎng)變動的影響，故感(gǎn)應信号不能直接(jiē)用于流量的顯示(shì)。而轉換器的任務(wu)是将傳感器測🈲得(dé)的信号進行濾波(bo)、整形、放大，提取真(zhen)正反應流速大小(xiǎo)的電壓信号，這個(ge)信号通過A/D轉換成(cheng)計算機可以直接(jie)處理的數字信号(hào)。
　　轉換器一般由低(di)頻矩形波（雙頻、高(gāo)頻）恒流源勵磁電(dian)♊路、差動前置放大(da)器、主放大器、同步(bù)采樣和保持電路(lu)👅、模拟電流輸出和(he)頻🈲率輸出及流量(liàng)積算的變換電路(lù)✍️、CPU與外圍存儲器、鍵(jian)盤顯示驅動和數(shù)字通訊電路、輔助(zhu)功能如勵磁報警(jǐng)、空⭐管報警電路、電(diàn)源電路等。轉換器(qi)的一般輸出類型(xing)有4mA～20mA輸出、頻率/脈沖(chòng)輸出及上下限㊙️和(he)異常報警輸出等(deng)。它還可以通㊙️過相(xiàng)應的數字接口如(rú)📞：RS485、HART通訊、PROFIBUS-PA（現場總線）傳(chuán)遞數字信号，直接(jiē)用于過程系統當(dang)👨‍❤️‍👨中。轉換器的類型(xing)💁從勵磁方法上可(ke)分爲♍恒流源勵磁(cí)和磁場變動補償(cháng)方式，一般常用的(de)是恒流源🤞勵磁，它(ta)爲勵磁線圈提🛀供(gong)一個恒定的電流(liú)。現在的電磁流量(liàng)計通常采用直流(liu)脈沖方波勵磁，以(yi)保證電磁流量計(jì)的低功耗。
1.3電磁流(liu)量計的特點
優點(diǎn)：
結構簡單，電磁流(liú)量計的測量通道(dào)是一段無阻流檢(jian)測件📱的光滑直管(guan)，因不易阻塞适用(yong)于測量含有固體(tǐ)顆粒或纖維的液(ye)固二相流體，如紙(zhǐ)漿、煤水漿、礦漿、泥(ni)漿和污水等。
電磁(ci)流量計因其沒有(yǒu)節流件，被測介質(zhi)在傳感器測量管(guǎn)❌道内流動時，不産(chǎn)生因檢測流量所(suo)形成的壓力📱損失(shī)，僅消耗10W～20W的⭐電功🚶率(lǜ)，節能效果顯著，對(dui)于要求低阻力損(sǔn)失的大管徑供水(shuǐ)管道最爲适合。
電(dian)磁流量計所測得(dé)的體積流量，實際(ji)上不受流體密度(du)、粘度、溫度、壓力和(he)電導率（隻要在某(mou)阈值以上🚶）變化明(míng)顯的影響。
電磁流(liú)量計測量範圍度(dù)大，無起始流量的(de)限制，可以🏃🏻‍♂️測量接(jie)✊近于零的及小流(liu)量，對于同一口徑(jìng)的傳感器，滿量程(chéng)流速在15m/s以下任意(yi)設定，可選流量範(fan)圍寬。
電磁流量計(ji)的口徑範圍比其(qi)他品種流量儀表(biǎo)寬，從幾毫米🤞到3m。可(ke)測正反雙向流量(liang)，儀表輸出本質上(shàng)🌍是線性的，在保證(zheng)直管段♌的前提下(xià)具有相同的測量(liang)精度。
耐腐蝕性能(néng)好，易于選擇與流(liú)體接觸件的材料(liao)品🔞種，可💚應用于腐(fu)蝕性流體。
缺點：
電(diàn)磁流量計不能測(ce)量電導率很低的(de)液體，一般電導率(lü)🐆在🏃🏻5μS/cm以下的介質，如(rú)石油制品和有機(jī)溶劑等。不🌍能測🔱量(liàng)氣體、蒸汽和🔞含有(yǒu)較多較大氣泡的(de)液體[2]。
通用型電磁(ci)流量計由于襯裏(lǐ)材料和電氣絕緣(yuán)材料限制，不能用(yong)于較高🌍溫💘度的液(ye)體；有些型号儀表(biao)用于過低于室溫(wēn)的液體，因測量管(guan)外凝露（或霜）而破(po)壞絕緣。
2電磁流量(liang)計的應用
　　電磁流(liu)量計應用領域廣(guǎng)泛，大口徑儀表較(jiào)多應用于給✏️排水(shuǐ)工程。中小口徑常(chang)用于難測流體或(huò)高要🌏求場所，如：測(ce)量🌈造紙工業紙漿(jiāng)液和黑液、有色冶(ye)金業的礦漿、選煤(mei)廠的煤漿、化學工(gong)業的強腐蝕液等(deng)。小口徑、微小口徑(jìng)常用于醫藥工業(ye)、食品工業、生物工(gōng)程等有衛🔱生要求(qiu)的場所[3]。
3電磁流量(liàng)計的整機裝配與(yǔ)檢測
3.1電磁流量轉(zhuan)換器的檢測
　　檢查(chá)購進的電磁流量(liàng)轉換器的整體性(xìng)能和技術指标是(shì)否符合設計标準(zhun)，所使用的儀器：台(tai)式電流表、頻率計(ji)、萬用📞表、電‼️磁流量(liàng)計模拟信号器。按(an)照企業标準和外(wai)購轉換器📞的技術(shù)協議，對❄️轉換器進(jin)行複檢，檢驗的内(nei)容如下。
3.1.1對于RPmag60系列(liè)及智能型電磁流(liú)量計轉換器需查(chá)
---外觀檢查
裝配合(he)理，電路闆焊接符(fú)合标準，液晶顯示(shì)闆無較明顯的劃(hua)痕。
---功能性檢查
首(shou)先輸入用戶密碼(ma)，檢查儀表是否能(neng)設置和調整。主要(yào)檢查項目如下：測(cè)量管道口徑、儀表(biao)量程設置、測量🔞阻(zu)尼🧑🏽‍🤝‍🧑🏻時間、測量方向(xiang)設定、流量零點修(xiū)正、小信号切除點(dian)、流量積算顯示、電(diàn)流輸出類型、脈沖(chòng)輸出方式、脈沖單(dān)位當量、頻率輸出(chu)範圍、空管報警允(yǔn)許、空管報警阈值(zhi)、上、下限報警允許(xǔ)、上、下限報警數值(zhí)👈、傳感器系數值、勵(li)磁方式選擇🔞、流量(liàng)标定系數、儀表計(jì)算系數、電流零點(diǎn)修正、電流滿度修(xiu)正、出廠标定系數(shu)。
---技術指标檢查
用(yong)頻率計和萬用表(biǎo)觀察輸出頻率和(hé)輸出電流是否與(yu)模🔞拟信号器輸入(rù)的流速信号一緻(zhì)，并與轉換器的原(yuan)始記錄㊙️一緻。
以上(shàng)各項合格之後，将(jiang)轉換器接上模拟(ni)信号源，通電進行(hang)老化❗，時間爲168h。
3.1.2對于(yu)電磁流量計轉換(huan)器（SITRANS
FM系列轉換器）需(xu)查
---外觀檢查
記下(xià)轉換器的類型（MLFB編(bian)号），轉換器的系列(liè)号。
---計量性能檢查(cha)
轉換器接收信号(hao)端與模拟流量信(xìn)号發生器相連💜，接(jiē)收⛷️勵磁信号的兩(liang)個接收端與模拟(nǐ)流量信号發🥰生器(qi)對應端相♈連，模拟(ni)流量信号發生器(qì)一般使用1.55m/s，内部程(chéng)⭐序寫入爲DN50；轉換器(qi)的流量顯示值是(shì)否和模拟流量信(xìn)号發生器☁️設置的(de)流量一緻。
---轉換器(qi)的标識檢查
接通(tōng)電源，查看轉換器(qì)MLFB編碼是否與轉換(huan)器外部提供的♍編(biān)碼相一緻，查看無(wu)誤後，裝袋入庫。
3.2整(zheng)機裝配與檢測
在(zai)電磁流量計計量(liang)标定完成後，需進(jìn)行整機裝配工⚽作(zuò)，整機裝配之前，轉(zhuan)換器和傳感器要(yào)一一對應㊙️。下面以(yǐ)電磁流🥰量計整機(jī)裝配爲例，具體步(bù)驟如下。
3.2.1電磁流量(liang)計一體型整機裝(zhuang)配和檢測
---在傳感(gan)器的SMART-PLUG信号傳輸小(xiǎo)闆上插入寫好的(de)PIC12C509A芯片，打開轉換器(qì)液晶顯示闆，拔下(xià)用于勵磁傳輸的(de)端子🌈，将接🔅在傳感(gǎn)器上的勵磁端子(zi)插入。
---接電源：此時(shí)要注意轉換器是(shi)220V電源還是24V電源，若(ruo)接錯電❗源将會燒(shao)壞轉換器電源保(bǎo)險。
---開機時查看傳(chuán)感器序列号（如99900102）能(neng)否出現，初步判斷(duan)轉換器和傳🧑🏽‍🤝‍🧑🏻感器(qi)通訊傳輸是否正(zhèng)常，随後查看出現(xiàn)的轉換器出廠編(biān)🚶‍♀️号是否與轉換器(qi)銘牌上的編号一(yī)緻。
---查看轉換器上(shàng)的菜單
爲避免寫(xie)PIC12C509A程序時出錯，要驗(yàn)證6.7.2、6.7.3、6.7.4、5.2.6.1是否與标定值(zhi)或實際的傳感器(qì)要求一緻。
＊6.7.2CFH值（1m/s液壓(ya)參比工作條件下(xià)的水标定值）
＊6.7.3ZPH值（液(ye)壓零點的水标定(ding)值）
＊6.7.4勵磁頻率（勵磁(ci)頻率取決于傳感(gan)器和電源，一般DN2~DN100爲(wèi)12Hz，DN125~DN600爲💁6Hz，DN700~DN3000爲3Hz）
＊6.5.1勵磁電壓（勵(li)磁電壓的控制值(zhi)，一般在23000~30000）
＊5.2.6.1通徑（傳感(gan)器的内部通經，及(jí)兩個電極之間的(de)距離，從SMART-PLUG中讀取）
---查(chá)看各項參數值正(zheng)确之後，在傳感器(qì)上用于傳輸信号(hào)的扁平電纜的接(jiē)口處用熱溶膠密(mì)封，以免在裝配或(huo)使用中扁平電纜(lan)脫落或松動，待熱(rè)溶膠固化後，将轉(zhuan)換器和傳感器用(yòng)配套螺絲上緊，由(you)于在緊固螺絲時(shí)，有時會壓到勵磁(cí)線，使勵磁線和管(guan)道相連，造成勵磁(ci)電壓爲零，故需再(zai)查一遍菜單6.5.1勵磁(ci)電壓一項。
---以上工(gōng)序完成之後，将事(shi)先打好的标簽分(fèn)别貼到轉換器和(he)傳感器上，裝接地(di)釘。
3.2.2電磁流量計分(fèn)體型整機裝配和(hé)檢測
在進行電磁(cí)流量計分體型整(zhěng)機裝配和檢測之(zhi)前👉，以及在㊙️水标定(ding)之前，将傳感器和(hé)轉換器分别接上(shàng)接線盒和端子🛀🏻闆(pan)。具體裝配和檢測(ce)如下：
---打開接在傳(chuán)感器接線盒上的(de)端子闆，将事先寫(xiě)好的😍PIC12C509A芯片插入SMART-PLUG小(xiǎo)闆上，後連接好傳(chuán)輸扁平電纜。
---将轉(zhuǎn)換器接好電源，注(zhù)意事項同一體型(xing)。
---将用于檢測傳輸(shū)是否正确的三芯(xin)勵磁電纜線和五(wǔ)芯信号電纜線按(an)如下表格1連接：切(qie)記轉換器和傳感(gan)器上的電纜線連(lián)接一定要一一對(duì)應。

---接好電纜線後(hòu)，打開電源，檢查電(diàn)磁流量計各項參(can)數是否正确，方法(fǎ)同一體型。
---插下各(ge)端子闆上的電纜(lan)線，在傳感器上與(yu)SMART小闆相連的扁平(píng)電纜接口處密封(feng)熱溶膠，待熱溶膠(jiao)固化後，将端子闆(pan)固定在接線盒上(shàng)，此時要注意勵磁(cí)線👣不能被壓在端(duan)子闆和🏃‍♂️鋁環之間(jian)，否則🔞勵磁線短路(lu)，将燒壞勵磁保險(xiǎn)，接好端子闆後，使(shi)用萬用表歐姆檔(dàng)測量5、6、7端子☀️之間的(de)絕緣性能，5、6端子爲(wèi)勵磁線，阻值💜爲16Ω左(zuǒ)右，5、7和6、7阻值🏃🏻爲無窮(qiong)大。
---分體型電磁流(liú)量計防護等級分(fèn)IP67和IP68，IP67型防護等級爲(wèi)防塵、防浸水級，IP68爲(wei)防塵防潛水級。若(ruo)防護等級爲IP68型，則(ze)需要接🙇🏻防水電纜(lan)❓線。在🏃‍♀️傳感器接好(hao)防水電纜後需灌(guàn)封✉️膠，目的是防止(zhǐ)水進入傳感器内(nèi)部。
以上工序完成(chéng)之後，将标簽分别(bie)貼到轉換器和傳(chuán)感器上，裝接地釘(dìng)。
4電磁流量計的常(cháng)見故障檢查和分(fen)析
　　電磁流量計運(yùn)行中産生故障的(de)第一類爲儀表本(běn)身故♍障，即儀表結(jie)構件或元器件損(sǔn)壞引起的故障；第(dì)二🌈類爲外界原因(yīn)引起的故障，如：安(an)裝不妥，管道内有(you)沉積和污垢等。
電(dian)磁流量計常見故(gu)障現象有：無流量(liàng)信号、輸出晃動、零(ling)點不🆚穩🔴、流量測量(liàng)值與應用參比值(zhí)不符（測量值與👣用(yòng)戶的工藝參數不(bú)相符）、輸出信号超(chao)滿度值等。
通常檢(jiǎn)查整個測量系統(tong)和判斷故障的程(chéng)序如圖2所示。
檢查(chá)環節包括電磁流(liu)量計本身的傳感(gan)器和轉換器以及(ji)連接兩者的電纜(lan)，電磁流量計上位(wei)的工藝❗管道☁️，下位(wei)顯示儀表和連接(jiē)電纜。

通常(chang)采用的檢查方法(fǎ)及檢查内容如下(xià)：
---電阻法：＊保險絲的(de)通斷
＊傳輸信号電(diàn)纜和勵磁電纜的(de)通斷
＊勵磁線圈的(de)通斷
＊電極對稱性(xing)測量
＊電極對地的(de)絕緣電阻
＊勵磁線(xian)圈對地的絕緣電(diàn)阻
---電流法：＊測量勵(lì)磁電流
＊測量輸出(chu)電流
---電壓法：判别(bie)工作電源（包括供(gong)電和轉換器本身(shen)電源）是否🔅正确。
---波(bō)形法：在熟悉線路(lù)基礎上測量關鍵(jian)點波形，判别🔅故障(zhang)所在。
---替代法：利用(yong)轉換器和傳感器(qì)間以及轉換器内(nèi)各線路闆部件間(jian)的互換性，以替代(dai)法判别故障所在(zai)位置。
---信号跟蹤法(fǎ)：用流量模拟信号(hao)發生器替代傳感(gan)器，在㊙️介質未🔴流😘動(dòng)的情況下提供流(liu)量信号，以測試電(dian)磁流量轉換器。
5結(jie)束語
　　國内的電磁(cí)流量計工業應用(yong)從20世紀60年代開始(shǐ)，随着工業技術的(de)迅猛發展，電磁流(liu)量計已應用于化(huà)工、醫藥、食品、電力(li)、污🌐水處理等多行(hang)業。因此，電磁流量(liàng)計有很大的市場(chang)發展前景♊，對于其(qí)所具有的獨🐉特性(xing)，制造商必須對每(měi)一道工序嚴格把(ba)關，并不斷🔞提高自(zì)身産品的優點。

以(yi)上内容來源于網(wang)絡，如有侵權請聯(lián)系即删除!