一、
電磁流量計的使用概略
電磁流量計使用范疇普遍。大口徑儀表較多使用于給排水工程。中小口
常常用于固液雙相等難測流體或高要求場合，如測量造紙工業紙漿液和黑液、有
色冶 金業的礦漿、選煤廠的煤漿、化學工業的強侵蝕液以及鋼鐵工業高爐風口
冷卻水節制和監漏，長間隔管道煤的水力保送的流量測量和節制。高壓電磁流量
計、礦漿流 量計則是油田、選煤場等需測漿液場合的首選；小口徑、細小口徑
常用于醫藥工業、食物工業、生物工程等有衛生要求的場合。衛生型電磁流量計
是德克森儀表專門針對醫藥工業、食物工業、生物工程等有衛
生要求所研發而成。
市場上通用型電磁流量計的功能有較大差異，有些精度高、功用多，有
些精度低、功用簡略。精度高的儀表根本誤差為(±0．5％～±1％)
R
，精度低的
儀表則為(±1．5％～±2．5％)，兩者價錢相差 1～2倍。因而測量精度要求不
很高的場合(例如非商業核算僅以節制為目標．只需求高牢靠性和優秀反復性的
場合)，選用高精度儀表在經濟上是不合算的。
有些型號儀表宣稱有更高的準確度，根本誤差僅(±O．2％～±O，3％)
R
，
但有嚴厲的裝置要乞降參比前提，例如情況溫度 20～22℃，前后置直管段長度
要求辨別大于 10D、3D(凡間為 5D、2D)，甚至提出流量傳感器要與前后置直管構
成一體在流量規范安裝上作實流校準， 以削減夾裝不善的影響。因而在多種型
號選擇比擬時不要純真只看高目標，要具體閱讀制造廠樣本或仿單作綜合剖析。
全流型非滿管 EMF 的根本誤差為(±1.5％～±2％)
FS
。刺進型儀表自身
(即檢測頭)的根本誤差普通為±2％
R
～±4％FS，思索到點流速(或徑流速)代外
表均勻流速，跟著流質變化惹起速度散布系數變化的影響，能夠帶來 2％～5％
的轉變以及流暢面積測量誤差等，總體的測量精度還要低些。
若使用于大管徑長輸水管，因有優越的速度散布(有足夠長的前置直管
段)，電磁流量檢測頭又在“檢定水槽”中單個校準，流質變化局限也不大，不
存在速度散布系數分明變化等較好前提下，根本誤差可接近或略大于±2％
R
。
市場上
電磁流量計的功用差異也很大，簡略的就只是測量單向流量，只
輸出模仿旌旗燈號帶動后位儀表；多功用儀表有測雙向流、量程切換、上下限流
量報 警、空管和電源割斷報警、小旌旗燈號切除、流量顯示和總量積算、主動
查對和毛病自診斷、與上位機通訊和活動組態等。有些型號儀表的串行數字通訊
功用可選多 種通訊接口和專用芯片(ASIC)，以聯接 HART 和談系統、PR0 兀BuS、
Modbus、CONFIG、FF 現場總線等。
選定儀表口徑紛歧定與管徑一樣，應視流量而定。流程工業保送水等粘
度不高的液體、管道流速普通是經濟流速 1．5～3m/s。電磁流量計用在如許的
管道上，傳感器口徑與管徑一樣即可。
電磁流量計滿度流量時液體流速可在 1～10m/s 局限內選用，局限是比
擬寬的。上限流速在道理上是不受限制的，但是凡間建議不超越 5m/s，除非 襯
里資料能接受液體流速的沖刷，實踐使用很少超越 7m/s，超越 10m/s 則更為稀
有。滿度流量的流速下限普通為 1m/s，有些型號儀表則為 0．5m /s。有些新建
工程運轉初期流量偏低或在流速偏低的管系，從測量精度角度思索，儀表口徑應
?
改用小于管徑，以異徑管銜接之。
用于有易粘附、堆積、結垢等物質的流體，選用流速應不低于 2m/s，
最好進步到 3～4m/s 或以上，起到自打掃、避免粘附堆積等效果。用于礦漿等磨
耗性強的流體，常用流速應低于 2～3m/s，以降低對襯里和電極的磨損。
在測量接近閾值的低電導液體，盡能夠選定較低流速(小于 0．5～
1m/s)，因流速進步活動噪聲會添加，而呈現輸出晃悠景象。
電磁流量計的局限度是比擬大的，凡間不低于 20，帶有量程主動切換
功用的儀表，可超越 50～100。
國內可以供應的定型產物的口徑從 10mm 到3000mm，固然實踐使用照樣
以中小口徑居多，但與大局部其他道理流量儀表。(如容積式、渦輪式、渦 街式
或科里奧利質量式等)比擬，大口徑儀表據有較大比重。某企業近萬臺儀表中，
50mm 以下小口徑、65～250mm 中口徑、300～900mm 大口徑、 1000mm 以上超大口
徑辨別占 37％、45％、15％和 3％。
四、液體電導率
運用
電磁流量計的前提是被測液體必需是導電的，不克不及低于閾值
(即下限值)。電導率低于閾值會發生測量誤差直至不克不及運用，超越閾值即便
轉變也可以測量，示值誤差轉變不大。通用型電磁流量計的閾值在
10-4(5×10-6)S/cm 之間，視型號而異。運用時還取決于傳感器和轉換器間流量旌
旗燈號線長度及其散布電容，制造廠運用仿單中凡間規則電導率相對應的旌旗燈
號線長度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測電導率低至 5×10-8)/cm 的
液體。
工業用水及其水溶液的電導率大于 10-4S/crn，酸、堿、鹽液的電導率
在10-4～10-1S/cm 之間，運用不存在問題，低度蒸餾水為 101S/cm 也不存在問題。
石油成品和有機溶劑電導率過低就不克不及運用。上圖列出若干液體的電導率。
從材料上查到有些純液或水溶液電導率較低，以為不克不及運用，但 是實踐任
務中會碰到因含有雜質而能運用的實例，這類雜質對添加電導率有利。關于水溶
液，材料中的電導率是用于純水配比在實行室測得的，實踐運用的水溶液能 夠
用工業用水配比，電導率將比查得得要高，也有利于流量測量。
還有一種在缺乏現成電導率數據的狀況下，裝在管線上電磁流量計不克
不及測量的液體，從現場管線上取樣離線去實行室以電導率儀測量其電導率卻以
為可用。這是因為取樣離線進程中，所測液體已與在管線中有了差異；譬如液體
已接收了大氣中的 CO2或N0x生成微量的碳酸或硝酸，改動了電導率。
依據運用經歷，實踐使用的液體電導率最好要比儀表制造廠規則的閾值
至少大一個數目級。由于制造廠儀表標準規則的下限值是在各類運用前提較好形
態下 可測量的最低值，是遭到一些運用前提限制，如電導率平均性、銜接旌旗
燈號線、外界噪聲等，不然會呈現輸出晃悠景象等。我們就屢次碰到測量低度蒸
餾水或去離 子水，要其電導率接近閾值 5×10-6S/cm，運用時呈現輸出晃悠。
?
混入成泡狀流的細小氣泡仍可正常任務，但測得的是含氣泡體積的夾雜
體積流量；如氣體含量添加到構成彈(塊)狀流，因電極能夠被氣體蓋住使電路瞬
時斷開，呈現輸出晃悠甚至不克不及正常任務。
含有非鐵磁性顆粒或纖維的固液雙相流體相同可測得二相的體積流量。
固體含量較高的流體，如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿、紙漿等實踐上已屬非牛頓
流 體。因為固體在載體液中一同活動，兩者之間有滑動，速度上有差異，單相
液體校驗的儀表用于固液雙相流領會發生附加誤差。固然還未見到電磁流量計使
用于固液 雙相流體中固形物影響的系統實行申報，但國外有申報稱固形物含量
有14％時誤差在 3％局限以內；我國黃河水利委員會水利科學研討所的實驗申報
稱，測量高沙 含量水的流量，含沙量體積比 17% ～ 40%(沙中值粒徑 0.35rnm)，
儀表測量誤差小于 3% 。
在漿液內有較大顆粒擦過電極外表，在頻率較低的矩形激磁的電磁流量
計中會發生尖峰狀漿液噪聲，使流量旌旗燈號不穩，就要選用較高頻率的儀表或
有較 強按捺漿液噪聲才能的儀表，也可選用市電交流激磁的儀表或雙頻激磁的
儀表。而開封威利流量儀表有限公司與日本山武協作的礦漿專用電磁流量計，很
好的處理該 問題。
含有鐵磁性物質的流體對凡間的電磁流量計，因測量管內磁導率受鐵磁
體的分歧含量而轉變，會發生測量誤差。但在磁路中置有磁通檢測線圈賠償的電
磁流 量計，可減小混入鐵磁體的影響。上海光華儀表廠在交流激磁儀表的實驗
申報中稱，水中含有液固分量比約 4：1，顆粒度≤0.15mm 鐵精礦石的礦漿，以
80mm 口徑儀表作清水和漿液比照流量實驗，凡間的儀透露表現值轉變 7% ～
10%，裝有磁通檢測線圈的儀表，示值誤差在±2%
FS
以內。
對含有礦石顆粒的礦漿使用，應留意對傳感器襯里的磨損水平，測量管
內徑擴展會發生附加誤差。這種場所應選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠
襯 里，還建議傳感器裝置在垂直管道上，使管道磨損平均，消弭程度裝置下半
部部分磨損嚴峻的缺陷。也可以在傳感囂進口端加裝噴嘴形護套，相對延伸運用
期。
測量易在管壁附著和沉淀物質的流體時，若附著的是比液體電導率高的
導電物質，旌旗燈號電勢將被短路而不克不及任務，若長短導電層則起首應留意
電極 的污染，譬如選用不易附著尖形或半球形凸起電極、可改換式電極、刮刀
式清垢電極等。刮刀式電極可在傳感器外按期手動刮除沉垢。國外產物曾有電極
上裝超聲波 換能器，以肅清外表垢層，但現已少見。也有臨時斷開測量電路，
在電極間短工夫內流過低壓大電流，燃燒肅清附著油脂類附著層。易發生附著的
場合可進步流速以 到達自打掃的目標，還可以接納較便利的易清洗的管道銜接，
可不拆開清洗傳感器。
非接觸型電極的電磁流量計附著非導電膜層，儀表仍能任務，但若為高
導電層則相同不克不及任務。
關于接觸型電極的電磁流量計導電性附著層的附加示值誤差△E 如下
圖
?
式中 σw、σf —— 辨別為附著層、液體電導率；
t —— 附著層厚度；
d —— 測量管內徑。
弱附著于襯里管壁異物層為氧化鐵繡層，或以金屬為首要成分的燃料，
其電導率大于液體電導率，測得的流量值將比實踐流量低；若為碳酸鈣等水垢層，
其 電導率低于液體，測得流量值高于實踐流量。若附著層電導率與液體一樣，
按上圖核算附加誤差為零，但此只局限于附著層厚度小的前提，譬如下圖中 2t /
d要小于 10%。由于一樣流量有附著層時流暢面積減小，但均勻流速添加，互相
間可抵消，也只能說附加誤差可疏忽不計。
與流體接觸的傳感器零部件有襯里（或絕緣資料制成的測量管）、電極、
接地環和密封墊片，其資料的耐腐濁型、耐磨耗性和運用溫度上限等影響儀表對
流體的順應性。因為零部件少，外形簡略，資料選擇靈敏，電磁流量傳感器對流
體的順應性強。
(1) 襯里資料(或直接與介質接觸的測量管)
常用襯里資料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷等。氟塑料包羅聚四
氟乙烯（F-4）、全氟乙丙烯（四氟乙烯和六氟丙烯共聚物，F-46；國外 商品名
Teflon FEP，習稱 FEP）、四氟乙烯和乙烯共聚物（F-40）和全氟烷基乙烯基醚
共聚物（改性聚四氟乙烯，國外商品名 Teflon FEP）玻璃鋼有效作襯里的，也
有獨自制成測量管的。本年有采用高純氧化鋁（99.7%A12O3）陶瓷制成陳立的，
但只限中小口徑傳感器。
氯丁橡膠和玻璃鋼用于非侵蝕性或弱侵蝕性液體，如工業用水、廢污水
及若酸堿，價錢最為低價。氟塑料具有優秀的耐化學腐濁性液體，但耐磨性差，
不克 不及用于測量礦漿液。氟塑估中最早援用的是聚四氟乙烯，因與測量管間
僅靠壓貼，無粘結力，不克不及用于負壓管道，后開拓各類改性種類，完成注塑
成型，與測 量管有較強連系力，可用于負壓，其種類為：
聚氨酯橡膠有極好的耐磨耗性，但耐酸堿的侵蝕性較差。它的耐磨性相當于自然
橡膠的 10 倍，合用于煤漿、礦漿等；介質溫度要低于 40～60/70℃。氧化鋁 陶
瓷有極好的耐磨耗性和對強酸堿的耐侵蝕性，耐磨性約為聚氨酯橡膠的 10 倍，
合用于具有侵蝕性的礦漿；但性脆，裝置夾緊時忽略易碎，可用于較高溫度
（120～140/180℃），但要避免溫度劇變，如通蒸汽滅菌，普通溫度漸變不克不
及大于 100℃，升溫 150 ℃要有 10min 工夫。
襯里資料的選擇及其特點和不合用流體請參閱上圖，s．2，通用型電磁
流量計幾種資料的壓力溫度大體合用局限可看右圖。
(2)電極和接地環資料
電極對測量介質的耐腐是選擇資料起首思索的要素，其次思索能否會發
生鈍化等外表效應和所構成的噪聲。
1) 選擇耐侵蝕資料電磁流量計
?
電極的耐侵蝕性要求很高，不答應侵蝕或許嚴厲地說只答應極低的侵蝕
速度，不然會毀壞電極與襯里間密封性。介質走漏，輕則毀壞絕緣而儀表無法任
務， 直至破壞整臺電磁流量傳感器。常用金屬資料有含耐酸鋼 1Cr18Ni12Mo2Ti，
哈氏合金(耐蝕鎳基合金)B、C，鈦、鉭、鉑銥合金，簡直可掩蓋悉數 化學液。
此外還有合用于漿液等的低噪聲電極，它們是導電橡膠電極、導電氟塑料電極和
多孔性陶瓷電極，或包覆這些資料的金屬電極。下表格所展現的是這些資料 的
大體運用局限。
上述表中所展現的耐侵蝕性合用局限只是個概貌。各類介質對分歧資料
的侵蝕性可查閱有關的“侵蝕手冊”．，例如《侵蝕數據和選材手冊》集中了很
多數 據，可作選用電極資料時參考，以確定初步方案。但這只能是初步方案，
能否順應現場運用前提，還需進一步伐查。由于從手冊查閱的數據大局部是在實
行室比擬 “純”的前提下獲得的，而實踐運用的流體，往往含有微量雜質，也
常是幾種介質的夾雜液，它們的侵蝕性與樸實或單一介質的侵蝕性有明顯差異；
液體能否含有消 融氣體以及活動速度也相當水平上影響著侵蝕速度。例如哈氏
合金 B對80% 10%濃度，不充氣鹽酸耐侵蝕，而對充氣的鹽酸卻不耐腐。所以在
準則上電極資料的選擇應從運用者借鑒該介質在其他設備的使用實踐和以往的
經歷來確定。有時 分要作需要的實行，如現場取液體樣品在實行室做待用資料
的侵蝕性實驗。最好的實行是現場掛片，這是最接近實踐使用前提的侵蝕性實驗，
可以得出比擬牢靠可否 合用的結論。
鉭耐化學介質侵蝕的面很廣，鉑銥合金對各類酸堿鹽液也有很好的耐侵
蝕性，但它們也有一些不耐侵蝕的化學介質，下表中列出若干不耐侵蝕的介質，
兩者之間有互補性。
2)防止電極外表效應
電極的耐侵蝕性是選擇資料的主要要素，但有時分電極資料對被測介質
有很好的耐侵蝕性，卻紛歧定就是合用的資料，還要防止發生電極外表效應。
電極外表效應分為外表化學反響、電化學和極化景象以及電極的觸媒效
果三個方面。
化學反響效應如電極外表與被測介質接觸后，構成鈍化膜或氧化層。它
們對耐磨侵蝕功能能夠起到積極維護效果，但也有能夠添加外表接觸電阻。例如
鉭與水接觸就會被氧化，生成絕緣層。
符號闡明：A——優先選用的資料（實踐上有極長的運用壽命）；
B——令人稱心的資料（在大大都前提下又較長的運用壽命）；
×——不克不及運用
電化學電勢轉變和極化景象會發生攪擾電勢而構成噪聲。漿液噪聲和活
動噪聲等于電極外表噪聲的顯示。極化電勢是電極感生電動勢在兩電極極性分
歧，招 致電解質在電極外表發生極化。低頻矩形波激磁連系了直流激磁和交流
激磁的長處，固然交變激磁將極化電勢削弱了幾個數目級，但不克不及完全消弭
極化電勢攪擾 的影響。極化電勢與液體介質性質以及電極資料性質有關。
漿液噪聲是在測量泥漿纖維漿等液固雙相導電液體流量時，固體顆粒
(或液體中氣泡)擦過電極外表，電極外表接觸電化學電勢忽然轉變，輸出流量旌
?
旗燈號呈現尖峰脈沖狀噪聲。
活動噪聲是在測量較低電導率(100 x 10-6S/cm 鄰近及以下)液體流量
時，電極的電化學電勢按期轉變，發生隨流速添加而頻率添加的隨機噪聲 j；惹
起儀表輸出呈現動搖景象。
關于電極外表噪聲可選配與被測液體電化學和極化電勢效果小的資料
以及低噪聲電極。
被測介質在電極的觸媒效果下發生化學反響而影響測量。例如鉑電極
電磁流量計在測量雙氧水時會在電極外表生成氣霧，流量為零時輸出也會動搖。
關于防止或減輕電極外表效應的介質——電極資料匹配，還沒有像侵蝕
性那樣有足夠的材料可杳，只要一些有限經歷，尚待在理論中積聚。下文羅列若
干實例。
鉭對水是耐侵蝕的。但若運用鉭電極電磁流量計測量水流量，鉭電極外
表會構成絕緣層，使儀表掉靈或運轉一段期間后呈現很大噪聲。氫氧化鈉等堿液
亦不克不及選用鉭電極。在工藝流程中即便是極短工夫鉭電極與水或“非酸”液
接觸(如清洗管系)，均會影響儀表正常運用。
鉑銥合金電極或鉑電極對鹽酸有優越的耐腐性，鉑電極電磁流量計多處
用于測量鹽酸取得稱心的后果。但是測量濃度較高的鹽酸(10%以上)卻發生嚴峻
的噪聲。鉑電極用于測量低壓過氧化氫(壓力低于 0.3MPa)時，因為觸媒效果而
在電極外表發生氣霧，阻斷了電氣通路而影響任務。
哈氏合金 B對溫度、濃度不高的鹽酸是有耐侵蝕性的，已有若干使用優
越的實例，但是濃度超越某值時會發生噪聲。在現場改動鹽酸濃度實驗標明，濃
度逐 步添加超越 15%～20%時儀表輸出隨之晃悠起來，濃度到 25%輸出晃悠高達
20%。硝酸硫酸等酸液也有類似效應的理論經歷。
水廠用硫酸鋁液與原水夾雜以凝集懸浮體，夾雜配比常用電磁流量計測
量硫酸鋁液，選用耐酸鋼電極即可取得稱心的后果。我們曾碰到測量 15%硫酸鋁
的哈氏合金 B電極電磁流量計，運用進程中也呈現輸出晃悠景象，后改用耐酸鋼
電極即任務正常。
鉑、鉭電極對各類濃度硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸，大局部均有較好的
測量結果，但個中鉑電極對濃度大于 10%的鹽酸會發生噪聲，鉭電極對濃度大于
10%的氫氟酸則不耐腐。
鉑銥合金和鉭雖有較好的耐侵蝕性，但價錢昂貴，一對鉭電極高達數百
到近千元，鉑銥電極比鉭電極還要貴一倍以上。
接地環銜接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩頭，它們
的耐侵蝕要求比電極低，答應有必然侵蝕，按期改換。凡間選用耐酸鋼或哈氏合
金。因體積大從經濟上思索較少采用鉭鉑等寶貴金屬。如金屬工藝管道直接與流
體接觸就不需求接地環。