摘(zhāi)要：電磁流量計 具(jù)有無壓損、口徑大(da)、量程比寬、耐腐蝕(shi)、适用于高黏🐪度介(jie)🍉質、性價比高等特(te)點。探讨了電磁流(liu)量計的測量原理(lǐ)、特🐆點、适🥵用場合等(děng)工程要素，詳細介(jie)紹了電磁流量⭕計(ji)的性💋能特點。介紹(shao)了電磁流量計的(de)幾個🧑🏾‍🤝‍🧑🏼典型應用案(àn)例，提供了疑難流(liu)量測量的參考方(fāng)案。
　　在石化、化工、電(dian)力、冶金、市政、制藥(yao)等行業，流量測量(liang)的技🐆術難度和複(fú)雜程度都相當高(gao)，研究流量測量對(duì)于🌈提高🏃‍♀️産品質量(liàng)、降低企業的經營(yíng)成本、解決節能環(huan)保起到重要作用(yòng)。電磁流量計具😄有(you)無阻力，無壓損的(de)優點，可以充分減(jiǎn)小管🆚道内的阻力(li)，符合節能降耗的(de)要求，因而電磁流(liú)量計在業界得到(dao)廣泛的重視。介紹(shao)了電磁流量計的(de)測量原理、特點和(hé)适用場合，提🤟出了(le)在工程設計中選(xuan)用電磁流量計需(xū)🔱考慮的因素及電(diàn)磁流量計的安裝(zhuang)要求。
1　測量原理
　　電(dian)磁流量計的測量(liang)原理是根據法拉(la)第電磁感應定律(lǜ)測✏️量流速，再測量(liàng)流通截面液位高(gāo)度得流通面積，兩(liang)者相乘得到🌍所測(ce)流量［1］，電磁流量計(ji)測量原理如圖1所(suo)示，電磁流量計實(shi)際測量介🔞質流速(sù)，是一種速度式流(liu)量計。電磁流量計(jì)的測量原理依據(jù)以下公式表述：
Ue＝ｋB　L　V（1）

　　式中：Ue—感應電(diàn)動勢，即流量信号(hào)，V；B—磁感應強度，T；L—電極(jí)間距，即測量管内(nei)徑，m；V—液體平均流速(sù)，m／S；qV—液體體積流量，m3／S。
2　适(shi)用範圍和優點
　　電(dian)磁流量計廣泛用(yong)于導電液體或液(ye)固兩相介質的🈲體(ti)積流量測量，如其(qí)他儀表不能測量(liàng)的各種酸、堿、鹽等(deng)高腐蝕🈚性、易結晶(jīng)的溶液的流量，泥(ní)漿、礦漿、水煤漿🔞、紙(zhi)漿、漿料等液固介(jiè)質和純水、污水等(děng)相對簡單的導電(diàn)介質的流量。電磁(cí)流量計要求被測(ce)介質電導率一般(bān)應大于5μS／Cm。電✔️磁流量(liàng)計由流量傳感器(qì)✊和轉換器兩部分(fèn)組成，與其他類型(xíng)的流量計相比，其(qi)優點如下：
1）傳感器(qì)測量管是一段無(wú)阻流檢測件的直(zhi)管，因而檢測流量(liàng)🏒時不會造成壓力(lì)損失，節能效果好(hǎo)。
2）适用于測量含有(yǒu)固體顆粒或纖維(wei)的液固兩相流體(tǐ)🔞，如紙漿、煤粉漿、礦(kuang)漿、污水及酸、堿、鹽(yán)溶液等具有一定(ding)電導率的液體，所(suǒ)測體積流量不受(shòu)流體密度❄️、黏度、溫(wēn)度、壓力和電導率(lǜ)的影🛀響。
3）測量範圍(wei)大，量程比一般大(dà)于10∶1，最高可達100∶1。流速(su)範圍一般爲1～6m／S，也可(kě)✉️擴展到0.5～10.0m／S。測量管徑(jìng)範圍爲2mm～3m［2］。
4）Ue與qV成線性(xìng)關系，故儀表具有(yǒu)均勻刻度，且所測(cè)得流體的體積流(liú)量與介質的物性(xìng)（如溫度、壓力、密度(du)、黏度）無關，所以電(dian)磁流量計隻需用(yòng)水标定後，即可用(yòng)👨‍❤️‍👨來測量其他導電(diàn)介質💋的體積🛀🏻流量(liang)，無需修正［2］。
5）測量口(kǒu)徑大，适用于大管(guǎn)徑液體流量的測(cè)量。6）與其他大部分(fèn)流量儀表相比，所(suǒ)要求的前置直管(guǎn)段較低。
3　工程設計(jì)中需考慮的因素(su)
3.1　工藝過程條件
選(xuan)用電磁流量計通(tōng)常需要考慮的工(gōng)藝條件如下：
1）被測(cè)介質電導率。電磁(cí)流量計測量的流(liu)體必須是導🈲電的(de)🔞，一般隻要電導率(lǜ)超過阈值，即使變(biàn)化也不🌏影響測量(liang)值，但😘低于阈值将(jiang)會增大測量誤差(cha)；通常要求液體電(dian)導率不小于5μS／Cm，去離(lí)🌂子水電導率不小(xiǎo)于20μS／Cm。
2）被測介質溫度(du)。根據被測工藝介(jie)質的溫度範圍，選(xuǎn)擇測量管内🤞襯材(cái)料及傳感器線圈(quān)的漆包線的耐溫(wen)等級，即襯裏材料(liào)🥰應與介質溫度相(xiang)适應，常用測量管(guǎn)襯裏材料建議根(gen)據表1選擇。

3）被測介(jie)質壓力。根據被測(ce)工藝介質的壓力(lì)，結合介質的設計(ji)溫度來确定電磁(ci)流量計傳感器的(de)過程連接✌️法蘭🛀壓(ya)力等級，常用标準(zhǔn)壓力等級有PN40，PN16，PN10，PN6；美國(guo)标準ASMEB1　6.5CLASS　150，CLASS　300。選用電磁流(liú)量計時還需注意(yi)壓力等級與流量(liang)計口徑有關。
4）工藝(yì)介質流量範圍及(jí)工藝管道的管徑(jìng)。根據管道♈口徑和(hé)介💰質流速确定電(diàn)磁流量計傳感器(qì)的标稱口徑⭕。通常(cháng)選用與管道相同(tong)或略小的口徑，管(guǎn)道内平均流速根(gen)據情況而定，一般(ban)😍工業輸水管道爲(wei)經濟流速1.5～3m／S，易黏附(fu)沉積結垢物質🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流(liú)速宜爲3～4m／S，礦漿等磨(mo)蝕性強的介質流(liú)速宜爲❗2～3m／S，電磁流量(liang)計液體流速可👄在(zai)1～10m／S選用［1］。
5）介質狀态。介(jiè)質含有固體顆粒(lì)對傳感器内襯及(ji)電👨‍❤️‍👨極有磨蝕作用(yong)，如果被測介質含(hán)有固體顆粒，襯裏(li)需選用高耐磨性(xing)材⛹🏻‍♀️料，如陶瓷或聚(ju)氨酯橡膠［1］。
6）介質的(de)腐蝕性。由于電極(jí)和襯裏與介質直(zhí)接接觸，電👈極和襯(chen)裏的耐腐蝕特性(xing)應與介質的腐蝕(shí)性相匹配。
7）工藝管(guǎn)道材質。根據安裝(zhuang)電磁流量計所在(zài)的管道材🏃‍♀️質是金(jīn)屬還是絕緣材料(liào)，确定是否采用接(jie)地法蘭。
3.2　環境條件(jian)
1）根據安裝區域是(shi)否屬于爆炸危險(xian)區域，确定是否選(xuan)擇 防爆型電磁流(liú)量計 ，并按照爆炸(zha)危險區域劃分等(děng)級選擇滿足儀表(biao)所在區😍域防爆要(yao)求的電磁流量計(ji)。
2）根據電磁流量計(ji)的實際安裝地理(li)位置，并按照GB　4208—2008《外殼(ke)防護等級（IP代碼）》或(huò)IEC52９—2001　DeGreSS　0f　Pr0teCtI0n　Pr0VIDeD　byenCL0SUreS（IP　C0De），确定電磁流量計(ji)的類型及防⁉️護等(deng)級。若儀表🍓安裝🛀在(zài)地面以下，易被水(shui)淹沒，宜選用 分體(tǐ)型電磁流量計 ，且(qiě)傳感器防護等級(jí)應選用IP68的儀表；若(ruò)儀表安裝在地💛面(miàn)以🈚上，防護等級可(ke)選用IP65到IP67；同時，對分(fèn)體型電磁流量計(jì)所提供電纜長度(dù)應根據實際安裝(zhuāng)位置确定。
3.3　材料
1）測(cè)量管材料。測量管(guǎn)材料應爲非磁性(xing)材料，通常爲1.4301不鏽(xiu)鋼或1.4306／30　4L不鏽鋼。
2）法蘭(lán)。過程連接法蘭材(cai)料通常爲A105，F316L（1.4571／316L）。
3）電極材(cái)料。電極材料應根(gen)據被測介質的成(cheng)分及金屬的耐腐(fǔ)蝕性選用。
4）襯裏材(cai)料。襯裏材料應根(gēn)據被測介質的腐(fǔ)蝕性、磨損性及介(jiè)質的最高溫度來(lai)選擇。
5）接地環（或接(jie)地電極）。接地環或(huò)接地電極的材質(zhi)應根據☀️介質的成(cheng)分及金屬耐腐蝕(shi)性選擇，常用的接(jiē)地環或接🔞地電✂️極(jí)材料：316L不鏽鋼、哈氏(shì)合金、钽。通常接地(di)電極的材質與測(cè)量電極相同。
4　安裝(zhuāng)
　　在工程實際應用(yòng)中，爲了确保電磁(cí)流量計的正常♌運(yun)行及測量精度，接(jiē)地極的正确安裝(zhuāng)是極爲重要的一(yī)個環節。
4.1　接地
　　由于(yú)電磁流量計測量(liang)的是微弱電勢，需(xū)排除一切外界幹(gàn)🌂擾才能準确測量(liang)，因而良好的接地(di)是保障電磁流量(liàng)計穩📞定工㊙️作的必(bi)要條件。通常接地(di)是通過接地環或(huò)傳感器内的參考(kao)電極和管路系統(tǒng)的接地連接✂️來實(shí)現。
1）當電磁流量計(ji)安裝在已接地的(de)金屬管道上，通過(guò)電磁流量✉️計變送(sòng)器上的接地端子(zi)實現系統電勢🐪平(ping)衡，即通🏃🏻過截面積(ji)🌐不小于6mm2的銅芯電(dian)線連接至接地端(duān)子上。
2）當電磁流量(liàng)計安裝在未接地(di)的金屬管道上，2個(ge)法㊙️蘭🎯均通過截😄面(miàn)積至少爲6mm2的銅芯(xin)電線與管道法蘭(lán)相連接，并接地；将(jiāng)變送器或傳感器(qi)接線盒連接至接(jiē)地端子上，實💋現系(xi)統電勢平衡。
3）當電(dian)磁流量計安裝在(zai)塑料管道或帶絕(jué)緣内襯的管道上(shàng)，通過附加接地環(huán)實現系統電勢平(ping)衡，接地📧環通過截(jié)💜面積至少爲6mm2的🌈銅(tong)芯電線連接至接(jie)地端☀️子上。
4.2　直管段(duàn)要求
　　爲了保證電(dian)磁流量計的正常(chang)運行，減少測量誤(wù)差，電❄️磁流量計前(qián)後應符合一定的(de)直管段要求。根據(jù)JJG　1033—2007《電磁流量計核定(ding)規程》測試标準要(yào)求，通常前直管段(duan)應達到10D，後直管段(duàn)應爲5D；根據實際經(jing)驗，在大部分🈲應用(yòng)場合，流量計前直(zhi)管段最少不小于(yu)5D，後直管段最少不(bu)小于3D。
4.3　安裝位置
通(tong)常，電磁流量計設(shè)計時需特别注意(yì)以下幾點：
1）變送器(qi)要選擇在任何時(shi)候測量導管内都(dōu)能充滿液體的位(wei)🔞置進行安裝，以防(fáng)止由于測量導管(guan)内沒有液體而産(chan)生指針不在零點(diǎn)引起的錯覺。最好(hao)是垂直安裝，減少(shǎo)🤩由于液體流過✨在(zài)電極上産生氣泡(pao)而造成的誤差。
2）電(diàn)磁流量計測量管(guǎn)中出現氣體積聚(jù)或有氣泡現象時(shi)，會增大測量誤差(cha)，所以要避免将電(diàn)磁流量計傳感器(qi)安裝在管道的最(zuì)🚶高點。
3）電磁流量計(jì)傳感器不應安裝(zhuāng)在泵的入口側，避(bi)免💔抽液時♍形成負(fù)壓損壞測量管内(nei)襯。
4）盡量避免安裝(zhuang)在有振動的地方(fang)，若不可避免，應加(jia)固管路系統和傳(chuan)感器，當振動十分(fèn)劇烈時，宜選用分(fèn)體式電磁流量計(ji)，将變送器和傳感(gǎn)器分開安裝👨‍❤️‍👨。在高(gāo)空管道上，也要盡(jin)量選用 分體式電(diàn)磁流量計 ，将傳感(gan)器安裝在高空管(guan)道上，将變送器安(ān)裝在地💔面上的易(yì)觀🐕察處，方便巡查(cha)和維修。
5）電磁流量(liang)計信号微弱，在滿(man)量程時隻有2.5～8.0mV，流量(liàng)很小時，輸出隻有(you)幾微伏。要避免将(jiāng)電磁流量計安裝(zhuāng)在有電磁場和電(dian)磁場變化劇烈的(de)地方，如大型變壓(ya)器、電機等強電磁(cí)設備附近。
6）變送器(qi)和二次儀表必須(xū)使用電源中的同(tóng)一根相線，否則♉會(hui)由🔞于檢測信号和(he)反饋信号相位差(cha)120°，導緻儀表不能正(zhèng)常工作［3］。
7）對于含固(gù)顆粒的液體流量(liang)測量，電磁流量檢(jian)測器宜垂直安裝(zhuang)🛀🏻，并且流體的流向(xiang)應自下而上。
4.4　選型(xíng)中需要注意的問(wen)題
　　電磁流量計的(de)測量管内襯材料(liao)有多種，其中耐腐(fu)蝕性能好的是聚(ju)四氟乙烯，目前的(de)陶瓷内膽襯裏，此(cǐ)種材料既防腐蝕(shi)又耐⭕磨。電極材料(liào)的選擇要嚴🌈格按(an)照選型要求進行(háng)，應以滿足需要爲(wèi)原則，不盲目選擇(ze)貴金屬。在化🏃🏻工生(shēng)産中鉑是一種性(xing)能很好的催化劑(jì)，某些介質在一定(dìng)的條件下與鉑接(jiē)觸後🚩易發生化學(xué)反應，鉑電極的電(diàn)磁流量計在測🔆量(liàng)雙氧水時，會在電(diàn)極表面生成氣霧(wù)，流量爲零時，輸出(chū)🎯也會波動［4］。
　　由于腐(fǔ)蝕性介質的種類(lèi)多種多樣，提供腐(fu)蝕性介質給制造(zao)廠商進行研究，由(you)制造廠商提供試(shi)用材料，在規定的(de)條件上挂片試驗(yan)樣機。
5　應用案例分(fèn)析
5.1　在循環冷卻水(shui)站及尿素裝置中(zhong)的應用
　　某項目的(de)循環冷卻水站及(jí)尿素裝置液體流(liu)量測量點的🚶特點(diǎn)：循環冷卻水站的(de)工藝管徑大、壓力(li)低、水中含有氯化(hua)🌂物等腐蝕性介質(zhì)，而且工藝管道敷(fū)設在地面以下🌈；尿(niao)素裝置流量測量(liàng)介♍質有熔融尿素(sù)、甲氨溶液等，具有(yǒu)腐蝕性強、易結晶(jing)的特點。同時要求(qiu)儀表測量精度優(you)于±0.5％。鑒于上述工況(kuang)特點及要求，選用(yòng)電磁流量計，表2爲(wei)該項目工況條件(jian)及✉️電磁😘流量計的(de)性能指标。其中，循(xun)環冷卻水站的電(dian)磁流量計選用分(fen)體型，檢㊙️測器的防(fáng)護等級爲IP68，信号轉(zhuan)換器的防護等級(jí)爲IP67；尿素裝置所用(yong)電磁流量計的防(fáng)護等級爲IP67，儀表運(yùn)行至今效果良好(hao)。

5.2　在乙烯堿洗塔系(xì)統中的應用
　　乙烯(xī)堿洗塔系統中采(cai)用20％質量分數的離(li)子堿注入塔内，與(yǔ)塔内✔️的洗滌水液(ye)混合形成三段不(bú)同質量分數的堿(jiǎn)液，對裂解氣壓🐪縮(suō)機Ⅲ段出來的裂解(jiě)氣進行洗滌，從而(er)脫除乙烯裂解氣(qì)中的H2S和C02等雜質，經(jing)過三段洗滌後，在(zai)最後一段雜質生(sheng)成碳酸氫鈉後排(pái)出塔。洗滌後的裂(lie)解氣進入壓縮機(ji)的高壓段繼續♊壓(ya)縮并進入🤩後系統(tǒng)進一步分離處理(lǐ)。
　　由于離子堿具有(you)較強的腐蝕性，測(cè)量難度大。原設計(ji)采用 差壓變送器(qi) 測量方案，在使用(yòng)過程中因引壓管(guǎn)和三閥組内的物(wù)料結晶頻繁，無法(fa)正常工作。經過多(duō)方評估，最後選擇(ze)了德國Khr0ne公司的鉑(bo)金電極的電磁流(liú)量計，該流量計具(jù)有強抗腐蝕的🈲鉑(bó)金電極和PTFE内襯，剛(gang)開始儀❗表指示正(zheng)常，但不久❌均失靈(líng)，經多方面查找原(yuan)因，系内襯損壞導(dao)緻電極被腐蝕損(sǔn)壞，儀表♍無法工作(zuo)。經過多方調研和(he)交流，在再次改造(zào)中選擇了橫🔞河電(diàn)機公司的電容式(shi)無電極電磁、配置(zhì)陶瓷内膽的電磁(cí)流量計，該流量計(jì)以外壁作爲測量(liàng)💚電極，配以内部陶(tao)瓷内💁膽，具有極高(gao)🌈的耐磨性和防腐(fu)蝕性能，徹😄底改變(bian)了原有電磁流量(liàng)計配備專用電極(jí)的局限⭐性，很好地(dì)解♍決了該工況中(zhong)的測量問題。
6　結束(shu)語
　　綜上所述，電磁(ci)流量計因其獨特(te)的優點，在石化、化(huà)工等行業得到廣(guǎng)泛應用。用戶在選(xuǎn)用電磁流量計時(shi)應充分掌握測量(liang)工況❗的各項條件(jiàn)及其安裝要求，了(le)解電磁流量計安(an)裝所處的環境條(tiáo)件，以确保正确地(dì)選⭕用電磁流量計(ji)，提高測量儀表的(de)準确和♍穩定性。

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