0引言(yan)
　　電磁流量(liang)計（以下簡(jian)稱EMF）是利用(yong)法拉第電(dian)磁感應定(ding)律制成的(de)一種㊙️測量(liang)導電液體(ti)體積流量(liang)的儀表。50年(nian)代初電磁(ci)流量計實(shi)現了工業(ye)化應用，近(jin)年來世界(jie)範圍電磁(ci)流🌐量計産(chan)量約占工(gong)業流量儀(yi)表台數的(de)㊙️5%～6.5%。
1電磁流量(liang)計的原理(li)
1.1電磁流量(liang)計的工作(zuo)原理
　　電磁(ci)流量計的(de)基本原理(li)是法拉第(di)電磁感應(ying)定律[1]，即導(dao)體在磁場(chang)中切割磁(ci)力線運動(dong)時，在導體(ti)兩端會感(gan)應一個與(yu)磁場方向(xiang)🔞和導體運(yun)動方向相(xiang)互垂直的(de)感應電動(dong)勢。感應電(dian)動勢的大(da)小與感應(ying)強度和運(yun)動速度成(cheng)正比。導電(dian)性液☀️體在(zai)垂直于磁(ci)場的非磁(ci)性測量管(guan)内流動，與(yu)💛流動方向(xiang)垂直的方(fang)向上産生(sheng)與流量成(cheng)比例的感(gan)應電勢，其(qi)值如下式(shi)：
E=K×B×D×V
式中E-----感應(ying)電動勢，即(ji)流量信号(hao)，V。
K-----傳感器的(de)修正系數(shu)。
B-----磁感應強(qiang)度，T。
D----電極間(jian)距及測量(liang)管内徑，m。
V----導(dao)電介質的(de)平均流速(su)，m/s。

　　感應(ying)電動勢“E”是(shi)通過裝在(zai)内管道壁(bi)上的兩個(ge)電極來🈲檢(jian)測的✌️，并通(tong)過連接在(zai)電極上的(de)引線将感(gan)應到的“E”信(xin)号傳至轉(zhuan)換器的信(xin)号處理單(dan)元，将信号(hao)進行放大(da)，通過單片(pian)機進行處(chu)理,實現流(liu)量、流速的(de)顯示，并轉(zhuan)換爲統一(yi)的、标👉準的(de)電流信号(hao)、頻率信号(hao)以及所需(xu)要的各種(zhong)報警信号(hao)輸出，随着(zhe)通訊技術(shu)的發展，電(dian)磁流量計(ji)也正在從(cong)單機儀表(biao)逐步走向(xiang)㊙️網絡化儀(yi)表的🚶過渡(du)，可方便的(de)實現遠程(cheng)調試，監測(ce)及工🌈業過(guo)程自動化(hua)處理。
1.2電磁(ci)流量計的(de)組成
　　電磁(ci)流量計主(zhu)要由電磁(ci)流量傳感(gan)器和電磁(ci)流量🐆轉換(huan)器組成，連(lian)接方式分(fen)爲一體型(xing)電磁流量(liang)計和分體(ti)型電磁流(liu)量計。傳感(gan)器安裝在(zai)所測介質(zhi)的管道上(shang)，将導電介(jie)質的流速(su)（流量）線🥰性(xing)的變換成(cheng)感應電勢(shi)“E”信号。
轉換(huan)器向傳感(gan)器提供工(gong)作磁場的(de)勵磁電流(liu)，并接🈲受♍感(gan)應⭕電⭐勢👌信(xin)号，并将信(xin)号進行一(yi)系列的處(chu)理，轉換成(cheng)電流、頻率(lü)信号⭐輸出(chu)。
1.2.1電磁流量(liang)傳感器
電(dian)磁流量傳(chuan)感器的形(xing)式主要由(you)勵磁方式(shi)決定，一🈲般(ban)🔞由4部分組(zu)成。
1）測量管(guan)：被測介質(zhi)流過的通(tong)道。一般由(you)内襯絕緣(yuan)襯🐆裏的非(fei)導磁材料(liao)、非導磁性(xing)金屬管子(zi)（通常使用(yong)不鏽鋼）構(gou)成。
2）工作磁(ci)場：由勵磁(ci)線圈通電(dian)産生。勵磁(ci)系統主要(yao)由勵磁線(xian)圈、極㊙️靴闆(pan)、磁轭等構(gou)成；勵磁線(xian)圈通電後(hou)産生恒定(ding)的磁場㊙️，其(qi)直❗接安裝(zhuang)在導管上(shang)，并與電極(ji)軸線垂直(zhi)，磁場的分(fen)布将會影(ying)響到電磁(ci)流量的線(xian)性和重複(fu)性。磁轭是(shi)使磁力線(xian)均勻的分(fen)布到電極(ji)軸❗線的垂(chui)直面上，以(yi)提高傳感(gan)器的測量(liang)♌精度和測(ce)量穩定性(xing)。
3）信号檢測(ce)部分：包括(kuo)電極、電極(ji)引出線、電(dian)極屏蔽罩(zhao)和⛱️接線端(duan)子盒等；電(dian)極直接與(yu)被測介質(zhi)接觸，感應(ying)電壓信号(hao)通過電極(ji)⭐輸出💜到轉(zhuan)換器的信(xin)号處理單(dan)🍓元。
4）殼體：起(qi)磁路與外(wai)界隔離、保(bao)護作用。
1.2.2電(dian)磁流量轉(zhuan)換器
　　傳感(gan)器産生的(de)電極信号(hao)或測得的(de)電壓,其數(shu)值(或信号(hao))極其🌐微弱(ruo),通常爲μV到(dao)mV,并且幹擾(rao)成分相當(dang)複雜，信号(hao)幅度直接(jie)受到磁場(chang)變動的影(ying)響，故感應(ying)信号不能(neng)直接用于(yu)流量的顯(xian)示。而♈轉換(huan)器的任務(wu)是将㊙️傳感(gan)器測💋得的(de)信号進行(hang)濾波、整形(xing)、放大，提取(qu)真正反應(ying)流速大🧑🏽‍🤝‍🧑🏻小(xiao)的電壓信(xin)号，這個信(xin)号通過A/D轉(zhuan)換成計算(suan)機可以直(zhi)接處理的(de)數字信号(hao)。
　　轉換器一(yi)般由低頻(pin)矩形波（雙(shuang)頻、高頻）恒(heng)流源勵磁(ci)電路、差動(dong)前❤️置放大(da)器、主放大(da)器、同步采(cai)樣和保持(chi)電路、模拟(ni)電流輸出(chu)和頻率輸(shu)出及流量(liang)積算的變(bian)換電路🤩、CPU與(yu)外圍存儲(chu)器、鍵盤顯(xian)示驅動和(he)數字通訊(xun)電路、輔助(zhu)功能如勵(li)磁報警、空(kong)🏃‍♂️管報警電(dian)🤞路、電源電(dian)路等。轉換(huan)器的一般(ban)輸出類型(xing)有4mA～20mA輸出、頻(pin)率/脈沖輸(shu)出及上下(xia)限和異常(chang)報警輸出(chu)等。它還可(ke)以通💜過相(xiang)應的數字(zi)接口如：RS485、HART通(tong)訊、PROFIBUS-PA（現場總(zong)線）傳遞數(shu)字信号，直(zhi)接用于過(guo)程系統當(dang)👅中。轉換器(qi)的類型從(cong)勵磁方法(fa)上可分爲(wei)恒流源勵(li)磁和磁場(chang)變動補償(chang)方式，一般(ban)常用的是(shi)恒流源勵(li)磁，它爲勵(li)磁線圈提(ti)供一個恒(heng)定的電流(liu)。現在的電(dian)磁流💞量計(ji)通常采用(yong)直流脈沖(chong)方波勵磁(ci)，以保證電(dian)磁流♋量計(ji)的低功耗(hao)。
1.3電磁流量(liang)計的特點(dian)
優點：
結構(gou)簡單，電磁(ci)流量計的(de)測量通道(dao)是一段無(wu)阻流檢🈲測(ce)件的光滑(hua)直管，因不(bu)易阻塞适(shi)用于測量(liang)含有固體(ti)顆粒☀️或纖(xian)維的液固(gu)二相流體(ti)，如紙漿、煤(mei)水漿、礦漿(jiang)、泥漿和污(wu)🌈水等。
電磁(ci)流量計因(yin)其沒有節(jie)流件，被測(ce)介質在傳(chuan)感器測量(liang)管道🐇内流(liu)動時，不産(chan)生因檢測(ce)流量所形(xing)成的‼️壓力(li)損失✏️，僅消(xiao)耗10W～20W的電功(gong)率，節能效(xiao)果顯著，對(dui)于要求低(di)阻力損失(shi)的大管徑(jing)供水管道(dao)最爲适合(he)。
電磁流量(liang)計所測得(de)的體積流(liu)量，實際上(shang)不受流體(ti)密度、粘度(du)、溫度、壓力(li)和電導率(lü)（隻要在某(mou)阈值以上(shang)）變化明顯(xian)的影響。
電(dian)磁流量計(ji)測量範圍(wei)度大，無起(qi)始流量的(de)限制，可以(yi)📱測❓量接近(jin)于零的及(ji)小流量，對(dui)于同一口(kou)徑的傳感(gan)器，滿量程(cheng)流速在15m/s以(yi)下任意設(she)定，可選流(liu)量範圍⁉️寬(kuan)。
電磁流量(liang)計的口徑(jing)範圍比其(qi)他品種流(liu)量儀表寬(kuan)，從幾毫米(mi)⛷️到3m。可測正(zheng)反雙向流(liu)量，儀表輸(shu)出本質上(shang)是線性的(de)，在保證直(zhi)管段的前(qian)提下具有(you)相同的測(ce)量精度。
耐(nai)腐蝕性能(neng)好，易于選(xuan)擇與流體(ti)接觸件的(de)材料品種(zhong)，可應用于(yu)腐蝕性流(liu)體。
缺點：
電(dian)磁流量計(ji)不能測量(liang)電導率很(hen)低的液體(ti)，一般電導(dao)率在5μS/cm以下(xia)的介質，如(ru)石油制品(pin)和有機溶(rong)劑等。不能(neng)測量氣體(ti)、蒸汽和含(han)有較多較(jiao)大氣泡的(de)液體[2]。
通用(yong)型電磁流(liu)量計由于(yu)襯裏材料(liao)和電氣絕(jue)緣材料限(xian)制，不能用(yong)于較高🍓溫(wen)度的液體(ti)；有些型号(hao)儀表用于(yu)過低于室(shi)溫的液體(ti)🆚，因測量管(guan)🔆外凝露（或(huo)霜）而破壞(huai)絕緣。
2電磁(ci)流量計的(de)應用
　　電磁(ci)流量計應(ying)用領域廣(guang)泛，大口徑(jing)儀表較多(duo)應用于⛱️給(gei)排🆚水工程(cheng)。中小口徑(jing)常用于難(nan)測流體或(huo)高要求場(chang)所，如：測量(liang)造紙工業(ye)⛹🏻‍♀️紙漿液和(he)黑液、有色(se)冶金⁉️業的(de)礦漿、選煤(mei)廠的煤漿(jiang)、化學👌工業(ye)的強腐蝕(shi)液等。小口(kou)徑、微小口(kou)徑常用于(yu)醫藥工業(ye)、食品工業(ye)、生物✏️工程(cheng)等有衛生(sheng)要求的場(chang)所[3]。
3電磁流(liu)量計的整(zheng)機裝配與(yu)檢測
3.1電磁(ci)流量轉換(huan)器的檢測(ce)
　　檢查購進(jin)的電磁流(liu)量轉換器(qi)的整體性(xing)能和技術(shu)指标是否(fou)符合設計(ji)标準，所使(shi)用的儀器(qi)：台式電流(liu)表、頻率計(ji)、萬用✉️表、電(dian)磁流⛱️量計(ji)模拟信号(hao)器。按照企(qi)業标準⛱️和(he)外購🍉轉換(huan)器☎️的技術(shu)協議，對轉(zhuan)換器進行(hang)複檢，檢驗(yan)的内容如(ru)下。
3.1.1對于RPmag60系(xi)列及智能(neng)型電磁流(liu)量計轉換(huan)器需查
---外(wai)觀檢查
裝(zhuang)配合理，電(dian)路闆焊接(jie)符合标準(zhun)，液晶顯示(shi)闆無較明(ming)🔞顯的劃痕(hen)。
---功能性檢(jian)查
首先輸(shu)入用戶密(mi)碼，檢查儀(yi)表是否能(neng)設置和調(diao)整。主要檢(jian)查項目如(ru)下：測量管(guan)道口徑、儀(yi)表量程設(she)置、測量阻(zu)尼時間🔴、測(ce)量方向設(she)定、流量零(ling)點修正、小(xiao)信号切除(chu)點、流量積(ji)算顯🌏示、電(dian)流☀️輸出類(lei)型、脈沖輸(shu)出方式、脈(mo)沖單位當(dang)量、頻率輸(shu)出範圍、空(kong)管報警允(yun)許♉、空管報(bao)警阈值、上(shang)、下限報🍉警(jing)允許、上、下(xia)限報警數(shu)值🙇‍♀️、傳感器(qi)系數值、勵(li)磁方式選(xuan)擇💰、流量标(biao)定系數⛱️、儀(yi)表計算系(xi)數🌈、電流零(ling)點修正、電(dian)流滿度修(xiu)正、出廠标(biao)定系數。
---技(ji)術指标檢(jian)查
用頻率(lü)計和萬用(yong)表觀察輸(shu)出頻率和(he)輸出電流(liu)是🙇🏻否與模(mo)拟信号器(qi)輸入的流(liu)速信号一(yi)緻，并與轉(zhuan)換器的原(yuan)始㊙️記錄一(yi)緻。
以上各(ge)項合格之(zhi)後，将轉換(huan)器接上模(mo)拟信号源(yuan)，通電進行(hang)老化，時間(jian)爲168h。
3.1.2對于電(dian)磁流量計(ji)轉換器（SITRANS
FM系(xi)列轉換器(qi)）需查
---外觀(guan)檢查
記下(xia)轉換器的(de)類型（MLFB編号(hao)），轉換器的(de)系列号。
---計(ji)量性能檢(jian)查
轉換器(qi)接收信号(hao)端與模拟(ni)流量信号(hao)發生器相(xiang)連，接🌈收勵(li)☁️磁信❓号的(de)兩個接收(shou)端與模拟(ni)流量信号(hao)發生器對(dui)應端相連(lian)，模拟流量(liang)信号發生(sheng)器一般使(shi)用1.55m/s，内部程(cheng)序寫入爲(wei)DN50；轉換💯器的(de)流量顯示(shi)值是否和(he)模拟流量(liang)信号發生(sheng)器設置的(de)流🈲量一緻(zhi)。
---轉換器的(de)标識檢查(cha)
接通電源(yuan)，查看轉換(huan)器MLFB編碼是(shi)否與轉換(huan)器外部提(ti)供的編碼(ma)相一緻，查(cha)看無誤後(hou)，裝袋入庫(ku)。
3.2整機裝配(pei)與檢測
在(zai)電磁流量(liang)計計量标(biao)定完成後(hou)，需進行整(zheng)機裝配工(gong)作♌，整機裝(zhuang)🔱配之前，轉(zhuan)換器和傳(chuan)感器要一(yi)一對應。下(xia)面以電磁(ci)流量計整(zheng)機裝配爲(wei)例，具體步(bu)驟如下。
3.2.1電(dian)磁流量計(ji)一體型整(zheng)機裝配和(he)檢測
---在傳(chuan)感器的SMART-PLUG信(xin)号傳輸小(xiao)闆上插入(ru)寫好的PIC12C509A芯(xin)片，打開轉(zhuan)換器液晶(jing)顯示闆，拔(ba)下用于勵(li)磁傳輸的(de)端子，将接(jie)在傳感器(qi)✔️上的勵磁(ci)端子插入(ru)。
---接電源：此(ci)時要注意(yi)轉換器是(shi)220V電源還是(shi)24V電源，若接(jie)錯電源将(jiang)會✔️燒壞轉(zhuan)換器電源(yuan)保險。
---開機(ji)時查看傳(chuan)感器序列(lie)号（如99900102）能否(fou)出現，初步(bu)判斷轉換(huan)🔅器和傳感(gan)器通訊傳(chuan)輸是否正(zheng)常，随後查(cha)看出現的(de)轉換🥰器出(chu)廠編号是(shi)否與轉換(huan)器銘牌上(shang)的編号一(yi)緻。
---查看轉(zhuan)換器上的(de)菜單
爲避(bi)免寫PIC12C509A程序(xu)時出錯，要(yao)驗證6.7.2、6.7.3、6.7.4、5.2.6.1是否(fou)與标定值(zhi)或實❤️際的(de)🆚傳感器要(yao)求一緻。
＊6.7.2CFH值(zhi)（1m/s液壓參比(bi)工作條件(jian)下的水标(biao)定值）
＊6.7.3ZPH值（液(ye)壓零點的(de)水标定值(zhi)）
＊6.7.4勵磁頻率(lü)（勵磁頻率(lü)取決于傳(chuan)感器和電(dian)源，一般DN2~DN100爲(wei)12Hz，DN125~DN600爲6Hz，DN700~DN3000爲3Hz）
＊6.5.1勵磁(ci)電壓（勵磁(ci)電壓的控(kong)制值，一般(ban)在23000~30000）
＊5.2.6.1通徑（傳(chuan)感器的内(nei)部通經，及(ji)兩個電極(ji)之間的距(ju)離🥰，從SMART-PLUG中讀(du)取）
---查看各(ge)項參數值(zhi)正确之後(hou)，在傳感器(qi)上用于傳(chuan)輸信号的(de)扁平電纜(lan)的接口處(chu)用熱溶膠(jiao)密封，以免(mian)在裝配或(huo)使用中扁(bian)平電纜脫(tuo)落或松動(dong)，待熱溶膠(jiao)固化後，将(jiang)轉換器和(he)傳感器用(yong)配套螺絲(si)上緊，由于(yu)在緊固螺(luo)絲時，有時(shi)會壓到勵(li)磁線，使勵(li)磁線和管(guan)道相連，造(zao)成勵磁電(dian)壓爲零，故(gu)需再查一(yi)遍菜單6.5.1勵(li)磁電壓一(yi)項。
---以上工(gong)序完成之(zhi)後，将事先(xian)打好的标(biao)簽分别貼(tie)到轉換器(qi)和🔞傳感器(qi)上，裝接地(di)釘。
3.2.2電磁流(liu)量計分體(ti)型整機裝(zhuang)配和檢測(ce)
在進行電(dian)磁流量計(ji)分體型整(zheng)機裝配和(he)檢測之前(qian)，以及在水(shui)标🏃‍♂️定之前(qian)，将傳感器(qi)和轉換器(qi)分别接上(shang)接線盒和(he)端子闆。具(ju)體裝配和(he)檢測如下(xia)：
---打開接在(zai)傳感器接(jie)線盒上的(de)端子闆，将(jiang)事先寫好(hao)㊙️的PIC12C509A芯片插(cha)入SMART-PLUG小闆上(shang)，後連接好(hao)傳輸扁平(ping)電纜。
---将轉(zhuan)換器接好(hao)電源，注意(yi)事項同一(yi)體型。
---将用(yong)于檢測傳(chuan)輸是否正(zheng)确的三芯(xin)勵磁電纜(lan)線和五🔴芯(xin)信号電纜(lan)線按如下(xia)表格1連接(jie)：切記轉換(huan)器和傳感(gan)☂️器上的電(dian)纜線連接(jie)一定要一(yi)一對應。

---接(jie)好電纜線(xian)後，打開電(dian)源，檢查電(dian)磁流量計(ji)各項參♌數(shu)是否⭐正确(que)📐，方法同一(yi)體型。
---插下(xia)各端子闆(pan)上的電纜(lan)線，在傳感(gan)器上與SMART小(xiao)闆相連的(de)扁平電纜(lan)接口處密(mi)封熱溶膠(jiao)，待熱溶膠(jiao)固化後，将(jiang)端子闆固(gu)定在接線(xian)🎯盒上，此時(shi)要注意勵(li)磁線不能(neng)被壓在端(duan)子闆和鋁(lü)環之間，否(fou)則勵磁線(xian)短路，将燒(shao)壞勵磁保(bao)險，接好端(duan)子闆後，使(shi)用萬用表(biao)歐姆檔測(ce)量5、6、7端子之(zhi)間的絕緣(yuan)性能，5、6端子(zi)爲勵磁線(xian)，阻值爲16Ω左(zuo)右，5、7和6、7阻值(zhi)爲無窮大(da)。
---分體型電(dian)磁流量計(ji)防護等級(ji)分IP67和IP68，IP67型防(fang)護等級爲(wei)防塵🌈、防浸(jin)水級，IP68爲防(fang)塵防潛水(shui)級。若防護(hu)等級爲IP68型(xing)，則需要接(jie)✉️防水👉電纜(lan)👄線。在傳感(gan)器接好防(fang)水電纜後(hou)需灌封膠(jiao)，目的是防(fang)止水進入(ru)傳感器内(nei)部。
以上工(gong)序完成之(zhi)後，将标簽(qian)分别貼到(dao)轉換器和(he)傳感器上(shang)，裝接地釘(ding)。
4電磁流量(liang)計的常見(jian)故障檢查(cha)和分析
　　電(dian)磁流量計(ji)運行中産(chan)生故障的(de)第一類爲(wei)儀表本身(shen)故障，即儀(yi)表結構件(jian)或元器件(jian)損壞引起(qi)的故障🔅；第(di)二🔱類爲💘外(wai)界原因引(yin)起的故障(zhang)，如：安裝不(bu)妥，管道内(nei)有沉積和(he)污垢等。
電(dian)磁流量計(ji)常見故障(zhang)現象有：無(wu)流量信号(hao)、輸出晃動(dong)❌、零點不穩(wen)、流量測量(liang)值與應用(yong)參比值不(bu)符（測量值(zhi)與用戶的(de)工🔱藝參數(shu)不相符）、輸(shu)出信号超(chao)滿度值等(deng)。
通常檢查(cha)整個測量(liang)系統和判(pan)斷故障的(de)程序如圖(tu)2所🏃🏻示。
檢查(cha)環節包括(kuo)電磁流量(liang)計本身的(de)傳感器和(he)轉換器🛀以(yi)及❓連接兩(liang)者的電纜(lan)，電磁流量(liang)計上位的(de)工藝管道(dao)，下位顯示(shi)儀表和連(lian)接電纜。

通常采(cai)用的檢查(cha)方法及檢(jian)查内容如(ru)下：
---電阻法(fa)：＊保險絲的(de)通斷
＊傳輸(shu)信号電纜(lan)和勵磁電(dian)纜的通斷(duan)
＊勵磁線圈(quan)的通斷
＊電(dian)極對稱性(xing)測量
＊電極(ji)對地的絕(jue)緣電阻
＊勵(li)磁線圈對(dui)地的絕緣(yuan)電阻
---電流(liu)法：＊測量勵(li)磁電流
＊測(ce)量輸出電(dian)流
---電壓法(fa)：判别工作(zuo)電源（包括(kuo)供電和轉(zhuan)換器本身(shen)電源）是否(fou)正确。
---波形(xing)法：在熟悉(xi)線路基礎(chu)上測量關(guan)鍵點波形(xing)，判别故障(zhang)🔆所在。
---替代(dai)法：利用轉(zhuan)換器和傳(chuan)感器間以(yi)及轉換器(qi)内各👌線路(lu)闆部件間(jian)的互換性(xing)，以替代法(fa)判别故障(zhang)所在🙇‍♀️位置(zhi)。
---信号跟蹤(zong)法：用流量(liang)模拟信号(hao)發生器替(ti)代傳感器(qi)，在介質♉未(wei)流動的情(qing)況下提供(gong)流量信号(hao)，以測試電(dian)🐉磁流量轉(zhuan)換器。
5結束(shu)語
　　國内的(de)電磁流量(liang)計工業應(ying)用從20世紀(ji)60年代開始(shi)，随着工🌐業(ye)技術的迅(xun)猛發展，電(dian)磁流量計(ji)已應用于(yu)化工、醫藥(yao)、食🌏品、電力(li)、污水處理(li)等多行業(ye)。因此，電磁(ci)流量計有(you)很大的市(shi)場發展前(qian)景，對于其(qi)👉所具有的(de)獨特性，制(zhi)造商必須(xu)對♋每一道(dao)工序嚴格(ge)把💘關，并不(bu)斷提高自(zi)身産品的(de)優點。

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