电磁流量计的特性及选型

梁发菊

摘 要：本文介绍了电磁流量计的特点和注意事项。电磁流量计精度高、工作可靠、耐用性好、维护费用低，测量范围宽。详细介绍了电极及衬里材料的选择，流量计安装和使用注意事项、流量计的选型等，选用什么种类的电磁流量计，应根据被测流体介质的温度、压力、腐蚀性、磨损性等物理性质和化学性质来确定。安装在无振动、 无强电磁场的环境中，尽量垂直安装，水平安装需要安装在低处，信号线使用屏蔽线，走线不能跟强电线路一起。通过合理选型，既提高了流量计测量精度，又延长了使用寿命，现在电磁流量计被广泛应用于冶金、化工、石化、医药、 食品等行业，应用前景广阔。

关键词：电磁流量计； 内衬； 电极；精度；应用

0 引 言

电磁流量计利用电磁感应原理制成的流量测量仪表，因计量准确度高、适用范围广，已被广泛应用于冶金、 化工、 石化、 医药、 食品等行业。但电磁流量计如果选择不合适，轻则影响测量精度，严重者甚至不能有效测量。因此，合理选择电磁流量，就显得至关重要。本文将详细讨论电磁流量计选型的几点注意事项。

1 电磁流量计的特性

1 ） 测量精确度高、 工作可靠， 测量数据与被测介质的温度、 压力、 电导率等参数无关，可测量诸如矿浆、纸浆等含有固体颗粒且具有一定电导率的液体。

2 ） 测量管内没有活动部件，几乎无压损，无机械惯性，反应十分灵敏。

3 ） 耐用性好，维护费用低，传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极和内衬材料，即可耐腐蚀、耐磨损。

4 ） 双向流量测量：可测正向流体的流量， 反向流体的流量。

5） 测量范围较宽。量程比一般为10：1，最高达100：1 m/s。测量范围从每小时几十毫升到十几万立方米。测量管径从2mm到2.4米，甚至达3米 [1]。

2 电磁流量计的使用和安装注意事项

1 ）， 不能在安装管道顶点， 保证满管，防止气泡。

3 ） 流速与速度分布不均匀将产生较大的测量误差，因此，必须满足前后直管段的长度，最好保证前10后 5倍管径，以消除各种阻力对流速分布的影响。

4 ） 正确接地。接地包括内部导电管道（如不锈钢管道）的接地 、具有内壁绝缘层的管道接地等。电磁流量计均配有接地环 ，把接地环接到管道上，以便可为被测介质和信号电压提供一个固定参比电压。如果是带衬里，还要第三电极来接地，并且接地点不能与强电共地 [2] 。

5 ）信号线使用屏蔽线，走线不能跟强电线路一起。

6）使用温度和压力不能太高。使用温度与管道衬里膨胀变形的温度有关，一般不超过120度，最高使用压力取决于管段的强度和电极的密封状况，一般不超过1.6MPa。

7） 考虑介质对电极腐蚀及钝化的影响。

3 电磁流量计选型

电磁流量计是一种高精度、高可靠和使用寿命长的流量仪表。选用什么种类的电磁流量计，应根据被测流体介质的温度、压力、腐蚀性、磨损性等物理性质和化学性质来确定，使电磁流量计的通径、流量范围、衬里材料、压力等级、电极材料和输出电流等都能适应被测流体的性质和流量的要求。

3.1电磁流量计类型的选择

电磁流量计按结构形式分为分体型电磁流量计和一体型电磁流量计，系列公称通径DN15～DN3000。分体型电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外，还可测量液固两相流，以及高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。一般地，在复杂环境条件下（ 如在高温流体、 爆炸性气体及存在剧烈震动的场所和水有可 能淹没的场所等） 下， 应选用分体型构造。一般良好环境条件下，可使用一体型电磁流量计。

3.2可测量的介质

由电磁流量计的工作原理可知，电磁流量计只能测量流量的导电的流体[3]，嚴格的说，除了高温流体之外，只要电导率大于5 us/cm的任何流体，都可选则电磁流量计来测量流量。同时要注意：不导电的气体，蒸汽，油类，丙酮等物质不能选用电磁流量计来测量流量。

3.3根据用途选择流量计

电磁流量计根据用途分为潜水型、 防爆型、 卫生型、 高压型和一般型。潜水型一般用于明渠流量测量； 防爆型用于可能具有可爆炸性气体环境，如常在煤矿、 化工、 油田等环境下使用； 卫生型的特点是容易拆卸冲洗消毒， 并可快速安装 ， 适用于食品、 药部门； 高压型用于钻井循环泥浆、 固井水泥浆、 压裂酸化 工艺的盐酸、 采油工艺的高压注水等液体流量的测量与控制； 一般型用于除上述之外的一般用途 。

3.4传感器口径与流速的综合选择

流量计使用流速流速一般为1～6m/s，也可达到0.3-15m/s范围内，此时流量计口径可选择与用户管道口径一致。流速低于0.3m/s时，最好在仪表部位局部提高流速，采用缩径方式。特殊情况下也可以通过选择口径，满足用户高精度测量的要求； 或降低传感器内流速，以减小流体对衬里的磨 损；或提高传感器内流速，以防止固体物的沉淀。

为避免流体中含有固体颗粒时会磨损电极和衬里，可以选择较大口径的传感器，使其内的流速在3 m/s以下。但是使用口径扩大的传感器时，上下游的直管段长度要尽可能地加长，以保证传感器内流速分布的对称性。 当测量固液两相流体时， 可以选择缩小口径的传感器， 以加大其内的流速；在测量纯水等低电导率流体时，需要降低测量流速，改变口径，使流速在3 m/s以下。

3.5电磁流量计的精度选择

根据测量要求和使用场合选择仪表精度等级，做到经济合算。比如用于能源计量、产品交接和贸易结算的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5 级，或者更高精度等级；用于生产过程控制的场合，根据控制要求选择不同精度等级；有些仅仅是检测一下生产过程流量，无需做精确控制和计量的场所，精度就可以选得更低些。

3.6衬里材料的选择

在电磁流量计选型中， 对于有些介质如循环水、 冷冻水、 亚硫酸钾、 低温低浓度的氢氧化钾碱液等，测量管使用316不锈钢即可，不需要加衬里。而对于腐蚀介质则必须增加测量管衬里。在使用过程中要根据介质特性及工况环境选用不同材料的衬里。

常用衬里材料的性能和适用范围表：sur

3.7电极和接地环材料

选择电极材料时首先要考虑电极对测量介质的耐腐蚀性， 其次考虑是否会产生钝化等表面效应。另外选择电极材料时还 需要根据介质的化学特性选用不同材料的电极。如含钼耐酸钢 适用于浆液等低噪声电极有导电橡胶 电极、 导电氟塑料电极和 多孔性陶瓷电极； 哈氏B电极用于测量7 5 稀硫酸； 哈氏C电极用 于测量3 2 、 4 4 、 4 8 氢氧化钾； 钛i 电极用于测量含游离氯盐水、 氯 水； 钽i 电极用于测量脱氯盐水、 3 2 盐酸。

需要说明的是，由于介质种类繁多，其腐蚀性又受温度、浓度、流速等复杂因素而变化，实际应用中国应根据实际工况选择合适的电极材质，必要时要做拟选材料的腐蚀试验，如挂片试验等。

接地环连接在绝缘衬里金属管道或塑料管道的流量传感器两端，其耐腐蚀要求比电极稍低，可以允许有一定腐蚀，但需定期更换，通常选用耐酸钢或哈氏合金。因其体积较大， 一般不采用贵重金属材料。如果金属工艺管道直接与流体接触就不使用 。

常用电极材料表

4结 论

电磁流量计作为工业生产使用液体的主要测量仪器，保证其正常运行并获得准确数据相当关键。通过合理选型，既能提高了流量计的测量精度，又能提高流量计的使用寿命。从而大大降低电磁流量计故障率，保证了工业生产的需要。

参考文献

[1]乐嘉谦主编.仪表工手册第二版 [M] 化学工业出版社，2010年11月.

[2]丁炜，于秀丽. 过程检测及仪表[M] 北京理工大学出版社， 2010年7月

[3]李全.工业控制中电磁流量计的选型与应用 [J]自动化应用， 2010年6月