電磁流量計測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。流量計的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極延管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵磁線圈由雙向方波脈沖勵磁時，將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為 B 的工作磁場。此時，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管，將切割磁力線感應(yīng)出電動勢 E 。電動勢 E 正比于磁通量密度 B ，測量管內(nèi)徑 d 與平均流速 v 的乘積。電動勢 E （流量信號）由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將流量信號放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖，模擬電流等信號，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。
E=KBdv
式中： E-------- 為電極間的信號電壓（ V ）
B-------- 磁通密度（ T ）
d-------- 測量管內(nèi)徑（ m ）
v-------- 平均流速（ m/s ）
式中 K 、 d 為常數(shù)，由于勵磁電流是恒流的，故 B 也是常數(shù)，則由 E=KBdv 可知，流體流量 Q 與電壓信號 E 成正比，即流速感應(yīng)的信號電壓 E 與體積 Q 成線形關(guān)系。因此只要測量 E 就可以確定 Q ，這就是電磁流量計的基本原理。
由 E=KBdv 可知，被測流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導(dǎo)率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會影響測量結(jié)果。至于流動狀態(tài)只要符合軸對稱流動（如層流或紊流）就不會影響測量結(jié)果。因此說電磁流量計是一種真正的體積流量。而不需任何修正。這是電磁流量計的一突出特點，是其他任何流量計所沒有的。測量管內(nèi)無活動及阻六流部件，因此幾乎沒有壓力損失，并且有極高的可靠性。
由于電磁流量計有其獨特的優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于化工化纖、食品、造紙、制糖、礦冶、給排水、環(huán)保、水利水工、鋼鐵、石油、制藥等工業(yè)領(lǐng)域中，用來測量各種酸緘、鹽溶液、泥漿、礦漿、紙漿、煤水漿、玉米漿、纖維漿、糧漿、石灰乳、污水、冷卻原水、給排水、鹽水、雙氧水、啤酒、麥汁、各種飲料、黑液、綠液等導(dǎo)電液體介質(zhì)的體積流量。
二、電磁流量計產(chǎn)品特點
• 管道內(nèi)無可動部件，無阻流部件，測量中幾乎沒有附加壓力損失。
• 測量結(jié)果與流速分布、流體壓力、溫度、密度、粘度等物理參數(shù)有關(guān)。
• 在現(xiàn)場可根據(jù)用戶實際需要在線修改量程。
• 高清晰度背光 LCD 顯示，全中文菜單操作，使用方便，操作簡單，易學(xué)易懂。
• 采用 SMD 器件和表面貼裝（ SMT ）技術(shù)，電路可靠性高。
• 采用 16 位嵌入式微處理器，運算速度快，精度高，可編程頻率低頻矩形波勵磁，提高了流量測量的穩(wěn)定性，功耗低。
• 全數(shù)字量處理，抗干擾能力強，測量可靠，精度高，流量測量范圍可達 150 ： 1 。超低 EMI 開關(guān)電源，適用電源電壓變化范圍大，抗 EMI 性能好。
• 內(nèi)部具有三個積算器可分別顯示正向累計量及差值積算量，內(nèi)部設(shè)有不掉電時鐘，可記錄 16 次掉電時間。（選配）
• 具有 RS485 、 RS232 、 Hart 和 Modbus 等數(shù)字通訊信號輸出。（選配）
• 具有自檢與自論斷功能。
• 紅外手持操作器， 115KHZ 通訊速率，遠距離非接觸操作轉(zhuǎn)換器所有功能。（選配）
• 小時總量記錄功能，以小時為單位記錄流量總量，適用于分時計量制。（選配）
• 公稱通徑系列 DN （ mm ）
管道式四氟襯里： 10 、 15 、 20 、 32 、 40 、 50 、 65 、 80 、 100 、 125 、 150 、 200 、 250 、 300 、 350 、 400 、 450 、 500 、 600 。
管道式橡膠襯里： 40 、 50 、 65 、 80 、 100 、 125 、 150 、 200 、 300 、 350 、 400 、 500 、 600 、 800 、 1000 、 1200 。
• 流動方向：正、反凈流量。量程比： 150 ： 1 。重復(fù)性誤差：測量值的± 0 。 1%
• 精確等級： 0.5 級、 1.0 級（管道式）
• 被測介質(zhì)溫度：普通橡膠襯里： -20 ～ +60 ℃
高溫橡膠襯里： -20 ～ +90 ℃
聚四氟乙烯襯里： -30 ～ +100 ℃
高溫型四氟襯里： -30 ～ +180 ℃。
• 額定工作壓力：管道式： DN6 ～ DN80 ≤ 1.6Mpa, DN100 ～ DN250 ≤ 1.0Mpa,
DN300 ～ DN1200 ≤ 0.6Mpa 。
• 流量測量范圍：流量測量范圍對應(yīng)流速范圍是 0.1 ～ 15m/s
• 電導(dǎo)率范圍：被測流體電導(dǎo)率≥ 5us/cm( 一體式 ) ，大多數(shù)以水為成分的介質(zhì)，其電導(dǎo)率在 200 ～ 800 μ s/cm 范圍內(nèi)，均可選用電磁流量計來測量其流量。
• 電流輸出： 0 ～ 10mA 時，負(fù)載電阻為 0 ～ 1.5k Ω； 4 ～ 20mA 時，負(fù)載電阻為 0 ～ 750k Ω
• 數(shù)字頻率輸出：輸出頻率上限可在 1 ～ 5000Hz 內(nèi)設(shè)定帶光電隔離的晶體管集電極開路雙向輸出。外接電源≤ 35V 導(dǎo)通時集電極最大電流為 250mA 。
• 供電電源： 85 ～ 265V ， 45 ～ 63Hz 。
• 直管段長度：管道式：上游≥ 5DN ，下游≥ 2DN 。
• 連接方式：流量計與配管之間均采用法蘭連接，法蘭連接尺寸應(yīng)符合 GB11988 的規(guī)定。
• 防爆標(biāo)志： mdIIBT4 。
• 環(huán)境溫度： -25 ～ 60 ℃
• 相對濕度： 5% ～ 95%
管道式：
選型編碼舉例：
測量介質(zhì)：污水 管道口徑：DN50 電極選擇：M02Ti 就地顯示
襯里材料：橡膠 輸出信號：4—20mA/1—5KHz 無通訊 智能型
上限流量：30m3/h 編碼：ORBLDBE—50S—M1×100—30
四、電磁流量選型說明
正確的選用電磁流量計是保證用好電磁流量計的前提條件，選用什么種類的電磁流量計應(yīng)根據(jù)被測流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來決定，使電磁流量計的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等，都能適應(yīng)被測流體的性質(zhì)和流量的要求。
可測量的流體：
由電磁流量計的工作原理可知，能選用電磁流量計測量流量的流體必須是導(dǎo)電的，嚴(yán)格的說，除了高溫流體之外，只要電導(dǎo)率大于5μs/cm的任何流體都能選用相應(yīng)的電磁流量計來測量流體，因此不導(dǎo)電的氣體、蒸汽、油類、丙銅等物質(zhì)不能選用電磁流量計來測量流量。
傳感器口徑的確定：
流量計使用流速最好在0.1—15m/s范圍內(nèi)，此時流量計口徑可選擇與用戶管道口徑一致。使用流速低于0.1m/s時最好在儀表部位局部提高流速，采用縮管方式：
異徑管的中心錐角不小于150時，可把異徑管視為直管段的一部分。
一體型或分離型的選擇：
一體型：現(xiàn)場和環(huán)境較好的條件下，一般都選用一體型，即傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝成一體。
分離型：即傳感器和轉(zhuǎn)換器分開裝于不同地點，一般出現(xiàn)以下情況時選用分離型。
（1） 環(huán)境溫度或流量計轉(zhuǎn)換器表面受輻射溫度超過60℃。
（2） 管道震動較大的場合。
（3） 會對傳感器的鋁殼嚴(yán)重腐蝕的場合。
（4） 現(xiàn)場濕度較大或有腐蝕性氣體的場合。
（5） 流量計裝在高空或井下調(diào)試不方便的場合。
定貨時應(yīng)注明傳感器和轉(zhuǎn)換器分離距離，一般不能超過100m，轉(zhuǎn)換器為墻掛安裝。
電極、接地環(huán)材料的選擇：
應(yīng)根據(jù)被測流體的腐蝕性來選擇電極的材料，請查有關(guān)腐蝕性手冊，對于特殊流體應(yīng)做實驗
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材料 |
耐腐蝕性能 |
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含鉬不銹鋼 （OCr18Ni12Mo2Ti ） |
硝酸、室溫下〈5%硫酸、沸騰的磷酸、蟻酸、堿溶液、在一定壓力下的亞硫酸、海水、醋酸 |
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哈氏合金C 哈氏合金B （HC、HB） |
耐氧化性酸、氧化性鹽、耐海水、耐非氧化性酸、非氧化性鹽、堿、常溫硫酸 |
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鈦（Ti） |
海水、各種氯化物和次氯鹽酸、氯化性酸（包括發(fā)煙硝酸）、有機酸、堿 |
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鉭（Ta） |
除氫氟酸、發(fā)煙硫酸、堿外的其余化學(xué)物質(zhì)、包括沸點的鹽酸、硝酸和小于175℃硫酸 |
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鉑（Pt） |
各種酸、堿、鹽，不包括王水 |
襯里材料選擇說明：
應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性、磨損性和溫度來選擇內(nèi)襯材料。
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內(nèi)襯材料 |
名稱 |
符號 |
性能 |
最高工 作溫度 |
適用液體 |
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橡膠 |
氯丁橡膠 |
CR |
耐磨性中等，耐一般低濃度的酸、堿、鹽的腐蝕 |
< |
自來水、工業(yè)用水、海水 |
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聚銨脂橡膠 |
PU |
極好的耐磨性能，耐酸堿性能較差 |
< |
紙漿、礦漿等漿液 | |
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氟塑料 |
聚四氟乙烯 |
F4或PTFE |
化學(xué)性能很穩(wěn)定，耐騰的鹽酸、硫酸、王水、濃堿的腐蝕 |
< |
腐蝕性強的酸堿鹽液體 |
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四氟乙烯和六氟丙烯譯名：特氟隆FEP |
F46或FEP |
化學(xué)性能略遜于F4 |
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腐蝕性酸堿鹽液體 | |
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四氯乙烯和乙烯 |
F40或ETFE |
化學(xué)性能略遜于F4 |
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腐蝕性酸堿鹽液體 | |
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塑料 |
聚乙烯 |
P0 |
化學(xué)性能穩(wěn)定 |
< |
腐蝕性酸堿鹽液體 |
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聚苯硫醚 |
PPS |
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< |
污水 |
流量范圍的選擇：
最大流量和最小流量必須符合下表中的數(shù)。
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內(nèi)徑mm |
10 |
15 |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
65 |
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Qmin(m3/h) Qmax(m3/h) |
0.0283 4.24 |
0.0636 9.54 |
0.12 16.96 |
0.176 26.5 |
0.29 43.42 |
0.452 67.85 |
0.7 106.0 |
1.19 179.0 |
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內(nèi)徑mm |
80 |
100 |
125 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
Qmin(m3/h) Qmax(m3/h) |
1.8 271.0 |
2.82 424.0 |
4.41 662.0 |
6.36 954.0 |
11.3 1690 |
17.6 2650 |
25.4 3810 |
34.6 5190 |
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內(nèi)徑mm |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
700 |
800 |
900 |
|
Qmin(m3/h) Qmax(m3/h) |
45.2 6780 |
57.2 8570 |
77.6 10600 |
85.5 12800 |
101.0 15200 |
138.0 20700 |
180.0 27100 |
229.0 34300 |
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內(nèi)徑mm |
1000 |
1100 |
1200 |
1400 |
1600 |
1800 |
2000 |
2200 |
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Qmin(m3/h) Qmax(m3/h) |
282.0 42400 |
342.0 51300 |
407.0 61000 |
554.1 83121 |
732.7 108566 |
916.0 137404 |
1131.0 169635 |
1368.4 205258 |
安裝地點的選擇：
為了使流量計工作可靠穩(wěn)定，在選擇安裝地點時應(yīng)注意以下幾方面的要求：
（1） 盡量比開鐵磁性物體及具有強電磁場的設(shè)備（如大電機、大變壓器等），以免受磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號。
（2） 應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處，不宜在潮濕、易積水的地方安裝。
（3） 應(yīng)盡量避免日曬雨淋，避免環(huán)境溫度高于
（4） 選擇便于維修，活動方便的地方。
（5） 流量計應(yīng)安裝在水泵后端，決不能在抽吸側(cè)安裝；閥門應(yīng)安裝在流量下游側(cè)。
安裝要求：
為了正確的測量，在選擇管道上位置時應(yīng)注意以下幾點要求：
（1） 傳感器既可以在垂直管道上安裝，也可以在水平或傾斜管道上安裝，但要求二電極的中心連線處于水平狀態(tài)。
（2） 介質(zhì)在安裝位置應(yīng)該保證滿管流動，避免不滿管及氣體附著在電極上。
（3） 對于液固兩相流體，最好采用垂直安裝，使傳感器襯里磨損均勻，延長使用壽命。
（4） 流量計安裝位置介質(zhì)不滿管時，可采取抬高流量管后端管路的方法，使其滿管，嚴(yán)禁在管道最高點和出水口安裝流量計。（見圖）
（5） 修改管道的安裝方法：
當(dāng)介質(zhì)流速達不到要求時，應(yīng)當(dāng)選用較小口徑的流量計，這時應(yīng)使用異徑錐形管或修改部分管道，使其與傳感器同口徑，但前后直管段至少須滿足：前直管段≥5DN，后直管段≥2DN（DN為管徑）。
（6） 前后直管段長度為流量計前≥5DN，后端≥2DN。
