摘要：电磁流量计因其无法比拟的一些优点一直持有较高的市场占有率。其结构简单，流体流过流量计不会产生压力损耗，可以测量脏污介质、浑浊介质及腐蚀介质的液固两相流量，测量过程不易受液体的密度、温度、粘度的影响，测速范围比较宽。介绍了电磁流量计的基本原理和使用优势，分析了电磁流量计选用时需要考虑的问题，对影响其测量精度的因素提出了提高电磁流量计使用精度的几种策略，并对主要故障源和故障现象进行汇总对比，对于电磁流量计的使用和维护有一定帮助。
　　电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。20世纪50年代初电磁流量计实现了工业化应用,近年来在世界范围内的产量约占工业流量仪表台数的5%~6.5%。因其在测量过程中不受被测介质的温度、压力、密度、粘度及流动状态等变化的影响的优点,被普遍应用于新鲜水以及污水等导电液体的测量中。
1电磁流量计的优势
　　电磁流量计的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管,因不易阻塞而适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固两相流体，如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等。电磁流量计不产生因检测流量所形成的压力损失,仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力,节能效果显著,对要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。测得的体积流量实际上不受流体密度粘度、温度、压力和电导率变化明显的影响。与其他大部分流量仪表相比,前置直管段要求较低。测量范围度大,通常为20:1~50:1,可选流量范围宽。满度值液体流速可在0.5~10m/s内选定。不必取下作离线实流标定。口径范围比其他品种流量仪表宽,可达到3m。可测正反双向流量。仪表输出本质上是线性的。易于选择与流体接触件的材料品种,可应用于腐蚀性流体。
2基本原理
　　电磁流量计的设计是根据法拉第电磁感应定律,导管中导电的流体被看作导体,管道的内径可看作道导体的长,原理图如图1所示，两电极装到与管道的中心轴和磁场方向组成的平面相垂直,拾取液体产生的感应电动势。感应电动势为:.
 
　　式中:E为感应电动势;B为磁感应强度;v为平均流速;qv为单位时间流过管道的横截面积液体的体积。
　　由上式看出瞬时流量只和感应电动势成线性关系，与其他物理量无关，这是电磁流量计的优点之一。
3选用电磁流量计要考虑的主要因素
3.1液体电导率
　　电磁流量计使用的前提必须导电,不能低于阈值,常规流量计阈值一般在10-4~10-6s/m,应根据型号而定。有机溶剂和石油制品的电导率较低,因此不能用电磁流量计来测量。根据经验,被测液体的电导率应该比仪表厂商所规定的阈值的数量级至少要大一个数量级,否则容易引起测量值波动。
3.2精度等级
　　电磁流量计精度高的误差大约为±0.5%~±1%,精度低的流量计大约为±1.5%~±2.5%，价格也相差2倍左右。因此应该合理选择流量计,在精度要求不高的地方，选用价格较低的来减少成本。有的流量计精度更高,但是安装条件要求很高,如温度20~22℃,甚至要做实流校准。
3.3流速和口径的选择
　　流量计的口径可以不与管径一致,应根据流量而定。管道的液体经济流速一般为1.5~3m/s,在这种流速下，流量计的口径和管径一致即可。上限流速理论上是不限的,但是如果衬里不能承受流体冲刷建议不超过5m/s。容易沉积结垢的液体,选用流速应不小于2m/s。
4影响电磁流量测量精度的因素
4.1接地环和电极材质的选择问题
　　若被测液体和电极或接地环不匹配引发故障,除了腐蚀问题，还有电极的表面效应,主要包括:化学反应、极化现象、触媒作用。接地环也同样有这些问题,不过影响程度小。
4.2管内液体不满管
　　由于流量计安装的位置不良或者背压不足，导致液体不能充满管道,致使测量值比真实值要小。如果不满管比较严重，使电极漏出液面,就没有办法测量液体了。如果流动是塞状流或气泡流,不仅会使测量值不准，还会由于气泡瞬间碰到电极表面而造成输出晃动。
4.3液体中含固相
　　如果液体中含有颗粒，可能会造成的故障有:电极和衬里表面上覆盖沉积层、衬里磨损或管道截面积变小。对于有些比较容易结晶的液体，当流体流经流量计时易使内壁挂有一层固体,所以可选用被测量管路非常短,且容易拆卸的流量计，在结晶后便于下线处理。
4.4安装
　　安装过程中，应该将流量计正负方向和流体.流向一致。避免安装在强磁场的地方。流量计不应安装在容易积气的管道最高点,或者自上而下垂直的管路,这样容易产生排空。流量计下游不应直接将液体排入大气，防止因背压不足使流量计不满管。
5提高精度的主要策略
5.1需要实现对电磁流量计传感器口径的合理选择
　　这一传感器口径的选择将对流体在管道中的流速大小产生决定性影响,同时也会对输出电势参数产生明显影响,故而在选择电磁流量计的过程中,并不一定以连接工艺管道的口径作为选择指标，而应当根据实际的使用流量进行选择。--般来说，在待安装管道内部流体流动速度在1.5~3.0m/s区间的情况下，传感器的口径需要与待安装管道口径保持--致,而在管道内部流体流动速度<0.5m/s的情况下，则需要将仪表口径控制在管道口径以下标准。
5.2内衬和电极材料的选择
　　为了适应不同介质的测量条件,如流体介质的温度、压力、腐蚀性、磨损性等的要求，要选用不同的内衬、电极材料。若倾向于耐磨损性能,则建议选择聚氨酯橡胶材料，若倾向于耐腐蚀性能,则倾向选择聚四氟乙烯材料。
5.3保证被测流体满管
　　在对电磁流量计进行安装的过程中,需确保流量计测量管内部充满流动流体。主要依据是在电磁流量计对管道内部流量水平进行测量的过程中，所获取的主要因素包括断面面积及平面流动速度这两个方面,以上两项指标之积为电磁流量计最终显示的测量数值。故电磁流量计测量管只有在满溢状态下才能确保所获取数据的精准可靠。在水平安装电磁流量计的过程中,需要将流量计置于管道最底部。在此基础上,针对气液混合或固液混合的管道而言,除需要按照以上方式进行安装外，还需以倾斜姿态放置流量计,避免混相流体当中的气体或固体出现分离,影响测量的正确性。
5.4接地和接液
　　需要做好在电磁流量计安装过程中接地及接液方面的工作。为确保流量计的平稳、可靠运行,需设置一个零电位的基准点作为参照。在此过程中,接液处理的核心将管道内部导电液体接地设置为零电位的基准点参照;而同时接地处理的核心是避免电磁流量计在测量流体流速过程中受干扰影响,并对电磁流量计进行合理的安全保护。与此同时,接地处理还能使静电感应及电磁感应所可能诱发的噪声电压得到有效抑制,剔除对测量数据的干扰。通过对接地电阻水平的控制,使回路杂散电流压降水平明显降低,依赖于降低共模干扰电压的方式。
5.5接地具体要求
　　传感器必须单独接地(接地电阻100Q以下)。分离型原则上接地应在传感器一侧,转换器接地应在同一接地点。如传感器装在有阴极腐蚀保护管道上，除了传感器和接地环一起接地外，还要用较粗铜导线(16mm2)绕过传感器跨接管道两连接法兰上，使阴极保护电流与传感器之间隔离。有时杂散电流过大,如电解槽沿着电解液的泄漏电流影响流量计的正常测量,则可采取流量传感器与其连接的工艺之间电气隔离的办法。同样有阴极保护的管线上，阴极保护电流影响测量时,也可采取本方法。
6主要故障源和故障现象
　　因外界原因导致仪表出现故障主要有三个方面:一是现场管道系统及安装引起的故障;二是由被测介质即流体方面引起的故障;三是由现场环境因素引起的故障。具体分析内容见表1。
 
　　除了以上故障因素外，根据维护使用经验，我们还要关注因仪表井进水、电极老化等因素带来的故障,从设计选型阶段就应考虑传感器的防护等级或电极材料。
7结束语
　　除选型和安装方面的质量控制措施对于提高电磁流量计正确性有重要影响外，在电磁流量计投人运行的后期维护管理工作中,还需着重做好对电磁流量计电极污染的防治工作，及时对污染区域进行清垢处理,同时定期对接地电阻数值进行测量,以保障电磁流量计能够在安全范围内可靠、高效的运行,获取精确的测量数据。

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