摘要：電磁流(liú)量計 具有無(wú)壓損、口徑大(da)、量程比寬、耐(nài)腐蝕、适用于(yú)高黏度介質(zhi)🌈、性☀️價比高等(děng)特點。探讨了(le)電磁流量計(jì)的測量原理(lǐ)、特點、适用場(chang)合等🧑🏽‍🤝‍🧑🏻工程要(yào)素，詳細介紹(shào)了電⁉️磁流量(liàng)計的性⭕能特(tè)點。介紹了電(dian)磁流量計的(de)幾個典型應(ying)用案例，提供(gong)了疑難流量(liàng)測量的參考(kao)方案🔅。
　　在石化(huà)、化工、電力、冶(ye)金、市政、制藥(yao)等行業，流量(liang)測量💛的💁技⭕術(shù)難度和複雜(za)程度都相當(dāng)高，研究流量(liang)測量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼對于提(tí)高産品質量(liang)、降低企業的(de)經營成本、解(jiě)決節能環保(bao)起到重❗要作(zuo)用。電磁流⛱️量(liàng)計具有無阻(zu)力，無壓損的(de)優點，可以充(chong)🌈分減小管道(dào)内的阻力，符(fú)合節能降耗(hào)的要求，因而(ér)電磁流量計(ji)在業界得到(dao)廣泛的重視(shì)。介紹🚶了電磁(cí)流量計的測(ce)量原理、特點(diǎn)和适用場合(he)，提出了在工(gong)程設計中選(xuǎn)用電磁流量(liang)計需考慮的(de)因素及電磁(cí)流量計的安(an)裝要求🤞。
1　測量(liàng)原理
　　電磁流(liú)量計的測量(liang)原理是根據(ju)法拉第電磁(cí)感應定律測(cè)量流速，再測(cè)量流通截面(miàn)液位高度得(dé)流通面積，兩(liang)者相乘得到(dao)所測流量［1］，電(diàn)磁流量計測(ce)量原理如圖(tu)1所示，電磁流(liu)量🈲計實際測(ce)量介質流速(sù)，是一種速度(dù)式流量計。電(diàn)磁流量計的(de)測量原理依(yi)據以下公式(shi)表述：
Ue＝ｋB　L　V（1）

　　式中：Ue—感(gan)應電動勢，即(jí)流量信号，V；B—磁(cí)感應強度，T；L—電(dian)極間距，即測(cè)量管内徑，m；V—液(yè)體平均流速(sù)，m／S；qV—液體體積流(liu)量，m3／S。
2　适用範圍(wéi)和優點
　　電磁(ci)流量計廣泛(fàn)用于導電液(ye)體或液固兩(liǎng)相介質🌍的體(ti)積流量測量(liàng)，如其他儀表(biǎo)不能測量的(de)各種酸、堿、鹽(yán)等高腐蝕性(xìng)、易結晶的溶(róng)液的流量，泥(ní)漿、礦漿、水煤(méi)漿、紙漿、漿♋料(liao)等液固介質(zhi)和純水、污水(shui)等相對簡單(dān)的導電介質(zhì)的🍉流量。電磁(ci)流量計要求(qiú)被測介質電(diàn)導率一般應(ying)大于5μS／Cm。電磁流(liú)量計由流量(liang)傳感器🔆和轉(zhuan)換器兩部分(fen)組成，與其他(ta)類型的流量(liang)計相比，其優(you)點如下：
1）傳感(gǎn)器測量管是(shi)一段無阻流(liu)檢測件的直(zhí)管，因而檢🍓測(cè)流量時不會(huì)造成壓力損(sǔn)失，節能效果(guǒ)好。
2）适用于測(cè)量含有固體(tǐ)顆粒或纖維(wei)的液固兩相(xiàng)流體🌐，如紙漿(jiāng)、煤粉漿、礦漿(jiang)、污水及酸、堿(jiǎn)、鹽溶液等具(ju)有一定電導(dǎo)率的液體，所(suo)測體積流量(liang)不受流體密(mi)度、黏度、溫度(du)、壓力和電導(dao)率的影響。
3）測(ce)量範圍大，量(liàng)程比一般大(dà)于10∶1，最高可達(dá)100∶1。流速範圍一(yī)般爲1～6m／S，也可擴(kuò)展到0.5～10.0m／S。測量管(guǎn)徑範圍爲2mm～3m［2］。
4）Ue與(yu)qV成線性關系(xi)，故儀表具有(you)均勻刻度，且(qie)所測得流體(ti)的體積流量(liang)與介質的物(wù)性（如溫度、壓(yā)力、密度、黏度(du)）無關，所以電(dian)磁流量計隻(zhi)需用水标定(dìng)後，即可用來(lai)測量🙇‍♀️其他導(dǎo)電介質的體(ti)積流量，無需(xu)修正［2］。
5）測量口(kou)徑大，适用于(yú)大管徑液體(ti)流量的測量(liang)。6）與其他大部(bù)分流量儀表(biao)相比，所要求(qiú)的前置直管(guǎn)段較低。
3　工程(chéng)設計中需考(kǎo)慮的因素
3.1　工(gong)藝過程條件(jian)
選用電磁流(liú)量計通常需(xu)要考慮的工(gong)藝條件如下(xià)：
1）被測介質電(diàn)導率。電磁流(liu)量計測量的(de)流體必須是(shì)✌️導🈲電的👨‍❤️‍👨，一般(bān)隻要電導率(lü)超過阈值，即(ji)使變化也不(bú)影響測量值(zhi)，但低于✉️阈值(zhi)将會增大測(cè)量誤差；通常(cháng)要求液體電(dian)導率不小于(yú)5μS／Cm，去離子水電(dian)導率不小于(yú)20μS／Cm。
2）被測介質溫(wen)度。根據被測(ce)工藝介質的(de)溫度範圍，選(xuǎn)擇測🌐量管内(nèi)襯材料及傳(chuán)感器線圈的(de)漆包線的耐(nài)溫等級，即襯(chèn)裏💚材料應與(yǔ)介質溫度相(xiàng)适應，常用測(cè)🚩量管襯裏材(cái)料建議根據(jù)表1選擇。

3）被測(cè)介質壓力。根(gēn)據被測工藝(yi)介質的壓力(li)，結合介♈質的(de)設計溫💚度來(lái)确定電磁流(liu)量計傳感器(qi)的過程連接(jie)法蘭♋壓力等(deng)級，常用♌标準(zhun)壓力等級有(yǒu)PN40，PN16，PN10，PN6；美國标準ASMEB1　6.5CLASS　150，CLASS　300。選(xuan)用電磁流量(liang)計時還需注(zhu)意壓力等級(jí)與流量🈲計口(kǒu)徑有✏️關。
4）工藝(yì)介質流量範(fàn)圍及工藝管(guan)道的管徑。根(gen)據管道口徑(jìng)和介質🌂流速(su)确定電磁流(liú)量計傳感器(qì)的标稱口徑(jìng)🐅。通常選用與(yǔ)管👈道相同或(huò)略小的口徑(jing)，管道内平均(jun1)流速根據情(qing)況而💯定，一般(bān)工業輸水管(guǎn)道爲經濟流(liu)速1.5～3m／S，易黏附沉(chén)積結垢物質(zhì)流速宜爲🏃‍♀️3～4m／S，礦(kuàng)漿等磨🆚蝕性(xìng)強的介質流(liú)速宜爲2～3m／S，電磁(cí)流量計🧑🏽‍🤝‍🧑🏻液體(ti)流速可🔆在1～10m／S選(xuan)用［1］。
5）介質狀态(tài)。介質含有固(gù)體顆粒對傳(chuán)感器内襯及(ji)電極🔅有磨蝕(shi)作🔞用，如果被(bei)測介質含有(you)固體顆粒，襯(chèn)裏需選用高(gao)耐磨性材料(liao)，如陶瓷或聚(ju)氨酯橡膠［1］。
6）介(jiè)質的腐蝕性(xìng)。由于電極和(he)襯裏與介質(zhi)直接接觸🌈，電(dian)極和襯裏♈的(de)耐腐蝕特性(xìng)應與介質的(de)腐蝕性相匹(pi)配。
7）工藝管道(dao)材質。根據安(ān)裝電磁流量(liang)計所在的管(guǎn)道材質是🌈金(jin)屬還是絕緣(yuan)材料，确定是(shì)否采用接地(di)法📐蘭。
3.2　環境條(tiao)件
1）根據安裝(zhuang)區域是否屬(shu)于爆炸危險(xian)區域，确定是(shi)否選擇 防爆(bào)型電磁流量(liang)計 ，并按照爆(bao)炸危險區域(yu)劃分等級選(xuan)擇滿足儀表(biao)所🈚在區域防(fáng)🛀爆要求的電(dian)磁流量計。
2）根(gen)據電磁流量(liàng)計的實際安(ān)裝地理位置(zhì)，并按照GB　4208—2008《外殼(ke)防護等🐪級（IP代(dai)碼）》或IEC52９—2001　DeGreSS　0f　Pr0teCtI0n　Pr0VIDeD　byenCL0SUreS（IP　C0De），确定電(diàn)磁流量計的(de)類型及防護(hù)等級。若儀表(biǎo)安裝在地面(mian)以下，易被水(shuǐ)淹沒，宜選用(yòng) 分體型電磁(ci)流量計 ，且傳(chuán)感器防護等(deng)級應選用IP68的(de)儀表；若儀表(biao)安裝在地面(mian)以❌上🔆，防護等(deng)級可選用IP65到(dào)IP67；同時，對分體(tǐ)型電磁流量(liang)計所提供電(diàn)纜長度應根(gen)據實際安裝(zhuang)位置确定。
3.3　材(cai)料
1）測量管材(cái)料。測量管材(cái)料應爲非磁(ci)性材料，通常(chang)爲❌1.4301不鏽鋼🌈或(huò)1.4306／30　4L不鏽鋼。
2）法蘭(lan)。過程連接法(fǎ)蘭材料通常(chang)爲A105，F316L（1.4571／316L）。
3）電極材料(liào)。電極材料應(ying)根據被測介(jiè)質的成分及(ji)金✍️屬🏒的耐腐(fǔ)🐕蝕性選用。
4）襯(chen)裏材料。襯裏(lǐ)材料應根據(ju)被測介質的(de)腐蝕性、磨⁉️損(sǔn)‼️性‼️及介質的(de)最高溫度來(lái)選擇。
5）接地環(huán)（或接地電極(ji)）。接地環或接(jie)地電極的材(cái)質應根據❄️介(jie)質的成分及(ji)金屬耐腐蝕(shí)性選擇，常用(yong)的接地環或(huò)接地電極材(cái)料：316L不鏽鋼、哈(ha)氏合金、钽。通(tong)常接地電極(jí)的材質與測(ce)量電極相同(tóng)。
4　安裝
　　在工程(cheng)實際應用中(zhōng)，爲了确保電(dian)磁流量計的(de)正常運行及(jí)測量精度，接(jie)地極的正确(que)安裝是極爲(wèi)重要的一🐕個(ge)環🧑🏾‍🤝‍🧑🏼節。
4.1　接地
　　由(yóu)于電磁流量(liàng)計測量的是(shì)微弱電勢，需(xū)排除一切外(wài)界幹擾才能(néng)準确測量，因(yīn)而良好的接(jiē)地是保障電(dian)磁流量計穩(wěn)定工作的🙇‍♀️必(bì)要條件。通常(chang)接地是通過(guo)接地環或傳(chuan)感器内❌的參(can)考電極和管(guǎn)路系統的接(jie)地連接💃🏻來實(shi)現。
1）當電磁流(liu)量計安裝在(zài)已接地的金(jīn)屬管道上，通(tōng)過🈚電磁流量(liang)計變送器上(shang)的接地端子(zi)實現系統電(diàn)勢平衡，即通(tōng)過截面積👄不(bu)小🈲于6mm2的銅芯(xīn)電線連接至(zhì)接地端子☂️上(shang)。
2）當電磁流量(liang)計安裝在未(wèi)接地的金屬(shǔ)管道上，2個法(fǎ)蘭均通過截(jie)面積至少爲(wei)6mm2的銅芯電線(xiàn)與管道法蘭(lan)相連接，并接(jiē)地；将變送器(qì)或傳感器接(jiē)線盒連接至(zhi)⭐接地端子上(shàng)，實現系統電(diàn)勢平🛀🏻衡。
3）當電(diàn)磁流量計安(ān)裝在塑料管(guǎn)道或帶絕緣(yuán)内襯的管道(dao)🏃🏻上☀️，通過附加(jia)接地環實現(xian)系統電勢平(píng)衡，接地環通(tong)過截面積至(zhì)少爲6mm2的🐇銅芯(xin)電線連接至(zhì)接地端子上(shàng)。
4.2　直管段要求(qiu)
　　爲了保證電(dian)磁流量計的(de)正常運行，減(jian)少測量誤差(cha)，電磁流量計(jì)前後應符合(he)一定的直管(guǎn)段要求。根據(jù)JJG　1033—2007《電磁流量計(jì)核定規程》測(cè)試标準要求(qiu)，通常前直管(guan)段應達到10D，後(hòu)直管段應爲(wei)5D；根據實際經(jing)驗，在大部分(fèn)應用場合🌈，流(liu)量計前直管(guǎn)段最少不小(xiao)于🔴5D，後直管段(duan)最少不小于(yú)👣3D。
4.3　安裝位置
通(tōng)常，電磁流量(liang)計設計時需(xū)特别注意以(yǐ)下幾點：
1）變送(song)器要選擇在(zai)任何時候測(cè)量導管内都(dou)能充滿液體(ti)🌂的位置進行(háng)安裝，以防止(zhi)由于測量導(dao)管内沒有液(yè)體而産生指(zhǐ)針😍不在零點(diǎn)引起的錯覺(jiào)。最好是垂直(zhí)安裝，減少由(you)于液體流過(guò)在電極上産(chǎn)生氣泡😄而造(zao)成的誤差。
2）電(diàn)磁流量計測(cè)量管中出現(xiàn)氣體積聚或(huò)有氣泡現☀️象(xiàng)🛀🏻時，會增大測(ce)量誤差，所以(yǐ)要避免将電(diàn)磁流量計傳(chuan)感器安♻️裝在(zài)管道的最高(gao)點。
3）電磁流量(liàng)計傳感器不(bu)應安裝在泵(beng)的入口側，避(bi)免抽液時🔅形(xíng)成負壓損壞(huài)測量管内襯(chen)。
4）盡量避免安(ān)裝在有振動(dòng)的地方，若不(bu)可避免，應加(jiā)固管路系統(tǒng)🤩和傳感器，當(dāng)振動十分劇(jù)烈時，宜選用(yong)分體式電磁(cí)流💜量計，将變(bian)送器和傳感(gan)器分開安裝(zhuāng)。在高空管道(dào)上，也要盡量(liang)選用 分體式(shì)電磁流量計(jì) ，将傳感器安(ān)裝在高空管(guan)道上，将變送(song)器安裝在地(dì)😘面🔆上的易💯觀(guān)察處，方便巡(xún)查和維修。
5）電(diàn)磁流量計信(xìn)号微弱，在滿(mǎn)量程時隻有(you)2.5～8.0mV，流量很小♻️時(shí)，輸出隻有💃幾(jǐ)微伏。要避免(miǎn)将電磁流量(liang)計安裝在有(yǒu)電磁場和電(dian)磁場變化劇(ju)烈的地方，如(rú)大型變壓器(qì)、電機等強電(dian)磁設備附近(jin)。
6）變送器和二(èr)次儀表必須(xu)使用電源中(zhong)的同一根相(xiang)線，否則會由(you)于檢測信号(hao)和反饋信号(hào)相位差120°，導緻(zhi)儀表不能正(zhèng)常工作❓［3］。
7）對于(yú)含固顆粒的(de)液體流量測(ce)量，電磁流量(liàng)檢測器宜垂(chuí)直☎️安⛷️裝，并且(qiě)流體的流向(xiàng)應自下而上(shang)。
4.4　選型中需要(yào)注意的問題(ti)
　　電磁流量計(jì)的測量管内(nei)襯材料有多(duo)種，其中耐腐(fǔ)蝕性能好🍓的(de)🈲是聚四氟乙(yi)烯，目前的陶(tao)瓷内膽襯裏(lǐ)，此種材料既(ji)防✨腐蝕又耐(nài)磨。電極材料(liào)的選擇要嚴(yán)格按照🚶選型(xíng)要♊求進行，應(ying)以滿足需要(yao)爲原則，不盲(máng)目選擇貴金(jīn)屬。在化工生(shēng)産中鉑是一(yi)種性能很好(hǎo)㊙️的催化劑，某(mǒu)些介質在一(yī)🏃🏻定的條件下(xia)與鉑接觸後(hòu)易發生化學(xue)反應，鉑電極(jí)的電🐅磁流量(liàng)計在測量雙(shuang)氧水時，會在(zài)電極表面生(sheng)成氣霧，流☁️量(liang)爲零時，輸出(chū)也會波動［4］。
　　由(you)于腐蝕性介(jie)質的種類多(duo)種多樣，提供(gòng)腐蝕性介質(zhi)給☂️制造廠商(shāng)進行研究，由(yóu)制造廠商提(tí)供試用材✨料(liào)，在規定的條(tiao)🔞件上挂片試(shi)驗樣機。
5　應用(yòng)案例分析
5.1　在(zai)循環冷卻水(shui)站及尿素裝(zhuāng)置中的應用(yong)
　　某項目的循(xun)環冷卻水站(zhan)及尿素裝置(zhì)液體流量測(cè)☔量點的特點(dian)：循環冷卻水(shui)站的工藝管(guan)徑大、壓力低(di)、水中含有氯(lü)化物等腐蝕(shi)性介質，而且(qie)工藝管道敷(fu)設在地面以(yǐ)下😍；尿素裝置(zhì)流量測量介(jie)❄️質有熔融尿(niao)素、甲氨溶液(ye)等，具有㊙️腐蝕(shí)性強、易結晶(jing)的特點。同時(shí)🍓要求儀表測(ce)🈲量精度優于(yu)±0.5％。鑒于上述工(gōng)❄️況特點及要(yao)求，選用電磁(cí)💰流🍓量計，表2爲(wei)該項目工況(kuàng)條件及電磁(ci)流量計的🈲性(xìng)能指标。其中(zhong)，循環冷卻水(shuǐ)站的電磁流(liu)💃量計選用分(fèn)體型，檢測器(qì)的防護等級(jí)爲IP68，信号轉換(huàn)器的防護等(deng)級爲IP67；尿素裝(zhuāng)置所用電磁(ci)流量計的防(fáng)護等級爲IP67，儀(yí)表運行至今(jin)效果良好。

5.2　在(zai)乙烯堿洗塔(ta)系統中的應(yīng)用
　　乙烯堿洗(xi)塔系統中采(cǎi)用20％質量分數(shù)的離子堿注(zhu)入💰塔内，與塔(tǎ)内🔞的洗滌水(shuǐ)液混合形成(chéng)三段不同質(zhi)量分數的堿(jian)液，對裂解氣(qì)壓💛縮機Ⅲ段出(chu)來的裂解氣(qi)進行洗滌，從(cóng)而脫除乙烯(xī)☀️裂解氣中的(de)H2S和🌈C02等雜質，經(jīng)過三段洗滌(di)後，在最後一(yī)段雜質🧑🏽‍🤝‍🧑🏻生成(chéng)碳酸氫鈉後(hòu)排出塔。洗滌(di)後的裂解氣(qi)進入壓縮機(jī)的高壓段繼(jì)續壓縮并進(jin)入後🔆系統進(jin)一步分離處(chù)理。
　　由于離子(zǐ)堿具有較強(qiáng)的腐蝕性，測(ce)量難度大。原(yuan)設計采用 差(chà)壓變送器 測(cè)量方案，在使(shi)用過程中因(yin)引壓管和三(san)閥組内的物(wù)料結🈲晶頻繁(fán)，無法正常工(gōng)作。經過多方(fāng)評估，最後選(xuǎn)擇了德🌈國Khr0ne公(gōng)司的鉑金電(dian)極的電磁流(liú)量計，該流🈲量(liang)計具有強抗(kàng)腐蝕的鉑金(jīn)電極和PTFE内👅襯(chen)，剛開始儀表(biǎo)指示正常，但(dan)不久均失靈(ling)，經多方面查(cha)找原因，系💋内(nei)襯損壞導🤟緻(zhì)電極被腐蝕(shi)損壞，儀表無(wu)法工作。經過(guo)多方調研和(hé)交流，在再次(ci)改造中選擇(zé)了橫河電機(ji)公司的電容(rong)式無電極電(dian)磁、配置陶瓷(ci)内膽的電磁(cí)流量計，該流(liú)量計🛀🏻以外壁(bì)作爲測量電(dian)極，配以内部(bu)陶瓷内膽，具(jù)有極高的耐(nai)磨💁性和防腐(fǔ)蝕性能，徹🏃‍♂️底(dǐ)改變了原有(yǒu)電🆚磁流量計(jì)配備專用電(dian)極的局限性(xìng)，很好地解決(jué)了該工況中(zhong)的測量問題(tí)。
6　結束語
　　綜上(shàng)所述，電磁流(liu)量計因其獨(du)特的優點，在(zai)石化、化工等(děng)行業🤞得到廣(guang)泛應用。用戶(hù)在選用電磁(cí)流量計時應(yīng)充分掌握✏️測(cè)量工況的各(gè)項條件及其(qi)安裝要求，了(le)解電磁流量(liang)計安裝所處(chu)的環境條件(jiàn)，以确保正确(que)地選用電磁(cí)流量計，提高(gao)測量儀表的(de)準确和穩定(ding)性。

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