一(yī)、引言
随(sui)着科學(xué)技術的(de)發展，電(diàn)磁流量(liàng)計的技(ji)術也在(zai)一天比(bi)一天進(jìn)步，它應(ying)用的領(lǐng)域越來(lái)越💔多，比(bǐ)較的廣(guǎng)泛。特别(bié)是其對(dui)液體有(you)比較強(qiang)的适🐉應(yīng)性🐪，在現(xian)代工業(ye)生💃産中(zhōng)，它的應(yīng)用範圍(wéi)尤其廣(guang)，它幾乎(hū)是㊙️測量(liang)液體流(liú)量的首(shou)選儀表(biǎo)，如✊測煤(méi)漿用的(de)煤漿電(diàn)磁流量(liàng)計。
二、流(liú)量測量(liang)的意義(yì)
流量測(ce)量是一(yī)門迅速(su)發展的(de)技術，爲(wèi)了滿足(zu)各行🔴各(gè)業、各種(zhǒng)工況的(de)各種流(liú)體的流(liu)量測量(liang)需要，儀(yi)表研究(jiu)✉️機構研(yan)究開發(fa)了各種(zhǒng)原理的(de)流量計(jì)，制造廠(chǎng)每年都(dou)☀️有新型(xing)流量計(jì)供應市(shì)場。過去(qù)難以解(jie)決的流(liu)量測量(liang)問題，如(rú)今有的(de)獲得了(le)解決。尤(you)其是近(jin)30年📐以來(lái)，微電子(zi)技術、計(ji)算機技(ji)術和通(tong)信技術(shù)進入流(liú)量測量(liang)儀表，使(shi)🛀🏻流量儀(yi)表出現(xiàn)一次飛(fei)躍，儀表(biao)的功🚶能(néng)更加豐(feng)富，可靠(kào)性得到(dào)顯著提(tí)高㊙️，測量(liang)精确度(dù)獲得大(da)幅度的(de)提升，于(yu)是0.1級科(kē)氏力質(zhì)量流量(liang)計、精确(que)度優于(yú)±0.3%R的電磁(cí)流量計(jì)等相繼(ji)問世。據(ju)統計，目(mu)🌈前市場(chang)上能買(mai)到的流(liu)♉量計種(zhong)類已達(da)百種以(yǐ)上，各種(zhǒng)不🧡同類(lei)型的流(liú)‼️量計相(xiàng)互競争(zheng)，并以各(gè)自特有(you)的優勢(shì)占據♊着(zhe)一定的(de)市場份(fèn)額☎️。直至(zhì)今🐪日，凡(fán)是被人(ren)們應🆚用(yòng)的類型(xing)，都是因(yin)爲它們(men)在某些(xiē)🏃🏻♂️方面有(yǒu)相對優(yōu)勢🈲，而在(zài)競争中(zhōng)取勝的(de)後起之(zhi)秀也并(bìng)非十全(quán)十美，不(bú)能期望(wang)用一種(zhǒng)流量計(ji)覆蓋所(suo)有的應(ying)用領域(yù)。
三、關于(yú)電磁流(liu)量計特(te)點、工作(zuò)原理和(hé)量程範(fàn)圍
（一）電(diàn)磁流量(liang)計
能源(yuán)計量用(yòng)流量計(jì)往往跟(gen)企業的(de)效益有(you)直接的(de)聯系，是(shì)進行貿(mào)易結算(suàn)的依據(jù)，進行能(neng)源的科(kē)學管理(li)、提高經(jīng)濟效益(yì)的重要(yào)手段。電(dian)磁流量(liang)計圖1（Electromagnetic Flowmeter）是(shi)一種根(gen)據法拉(la)第電磁(cí)感應定(dìng)律來測(ce)量管内(nei)導電介(jiè)質體積(jī)流量的(de)感應式(shi)儀表，采(cǎi)用單片(piàn)機嵌入(rù)式技術(shù)，實現數(shù)字勵磁(cí)，同時在(zài)電磁流(liu)量計上(shang)采用CAN現(xiàn)場總線(xian)。它是由(you)直接接(jiē)觸管道(dao)介質的(de)傳感器(qì)和上端(duān)信号轉(zhuan)換器兩(liang)部分構(gou)成，是基(ji)于法拉(la)第電磁(ci)感應定(ding)律工作(zuo)的，用來(lai)測量電(diàn)導率大(da)于5μs/cm的導(dao)電液體(tǐ)的流量(liàng)，同時也(yě)是一種(zhong)測量導(dao)電介質(zhì)流量的(de)儀表。除(chú)了可以(yi)測量一(yi)般導電(dian)液體的(de)流量外(wài)，還可以(yǐ)用于測(cè)量強酸(suan)、強堿等(děng)強腐蝕(shi)性液體(tǐ)和均勻(yun)含有液(ye)固兩相(xiang)懸浮的(de)液體，如(rú)泥漿、礦(kuang)漿、紙漿(jiāng)等。
（二）電磁(cí)流量計(ji)的分類(lèi)
電磁流(liú)量計的(de)種類：一(yi)體式、插(chā)入式、分(fen)體式。
效(xiao)驗方法(fa)：管道标(biāo)定。
工作(zuo)原理：是(shi)根據法(fǎ)拉第電(diàn)磁感應(ying)原理，再(zài)與測量(liang)💜管軸線(xian)和磁力(li)線相垂(chui)直的管(guǎn)壁上安(an)裝了一(yī)對檢測(ce)電極，當(dāng)導電液(yè)體沿測(cè)量管軸(zhóu)線運動(dong)時，導電(diàn)液體切(qie)割磁力(li)線産生(sheng)感❓應電(dian)勢。主要(yao)有在線(xiàn)和離線(xiàn)校驗兩(liang)種。
在線(xian)校驗：采(cai)用外夾(jia)式超聲(shēng)波流量(liang)計對電(dian)磁流量(liàng)計測量(liàng)的🔞管道(dao)進行比(bǐ)對校驗(yan)，驗證電(dian)磁流量(liang)計是否(fǒu)偏差過(guò)大。這種(zhong)方法精(jing)度偏低(dī)，隻能定(dìng)性的判(pan)定結果(guǒ)。
離線檢(jian)驗：就是(shi)在标定(ding)裝置上(shang)進行檢(jiǎn)驗，一般(bān)介質爲(wei)🤞水。标定(ding)裝置有(you)容積式(shi)标準裝(zhuang)置、稱重(zhòng)式标準(zhǔn)裝置兩(liǎng)大類。通(tōng)過标定(dìng)⭐就可🔆以(yǐ)正确得(dé)出被測(ce)的電磁(cí)流量計(jì)精度了(le)。
按流量(liang)傳感器(qì)與管道(dao)連接方(fāng)式分類(lèi)，有螺紋(wén)連接(油(yóu)任連接(jie)的高壓(yā)電磁流(liú)量計)、夾(jiá)持型(電(diàn)磁流量(liàng)計)、法蘭(lan)型、衛生(shēng)型(電磁(cí)流量計(ji))、插入型(xing)(電磁流(liú)量計)。按(àn)轉換器(qì)與傳感(gǎn)器組裝(zhuang)方式分(fèn)類，有分(fen)體型和(he)一✔️體型(xing)。
按流量(liàng)傳感器(qì)電極是(shì)否與被(bei)測液體(tǐ)接觸分(fèn)類，有接(jiē)觸💚型和(he)🙇♀️非接觸(chù)型。
按流(liú)量傳感(gan)器結構(gòu)分類，有(you)短管型(xing)和插入(rù)型（電磁(cí)流🈲量計(jì)）。
按用途(tú)分類，有(you)防侵水(shuǐ)型、防爆(bào)型電磁(cí)流量計(ji)、衛生型(xíng)、通用型(xíng)和用于(yú)明渠流(liú)量測量(liàng)的潛水(shui)型（明渠(qu)流⛹🏻♀️量💋計(ji)）。
電磁流(liú)量計按(àn)激磁電(diàn)流方式(shi)分爲直(zhí)流激磁(cí)，交流⭐激(jī)🔆磁，低頻(pín)矩🧡形波(bō)激磁，雙(shuang)頻激磁(cí)。
電磁流(liu)量計按(àn)輸出信(xin)号連接(jie)和激磁(ci)(或電源(yuan))連線制(zhi)式分爲(wèi)👨❤️👨四線制(zhì)，二線制(zhì)。
電磁流(liú)量計是(shi)應用導(dǎo)電體在(zài)磁場中(zhong)運動産(chan)生感應(yīng)電動勢(shi)，而感應(yīng)電動勢(shi)又和流(liu)量大小(xiǎo)成正比(bi)，通過測(ce)電動勢(shì)來反映(ying)❤️管道📱流(liú)量的原(yuan)理而制(zhi)成的。其(qi)測量精(jing)🈲度和靈(ling)💔敏度都(dōu)較高。工(gong)業上多(duō)用以測(cè)量水、礦(kuàng)漿等介(jie)質的流(liú)量。可測(cè)最大管(guan)徑達2m，而(er)且壓損(sun)極小。但(dàn)導電率(lü)低的介(jie)質，如氣(qi)體、蒸汽(qì)等則不(bú)能應用(yòng)。
電磁流(liú)量計造(zào)價較高(gāo)，且信号(hào)易受外(wai)磁場幹(gàn)擾，影響(xiǎng)了在工(gong)業管流(liu)測量中(zhong)的廣泛(fàn)應用。爲(wei)此，産品(pin)在⭐不斷(duan)改進更(geng)新，向微(wēi)機化發(fā)展。
在現(xian)代工業(yè)生産中(zhong)，流動工(gōng)質的溫(wen)度、壓力(lì)等運行(háng)♊參數不(bú)斷🙇♀️提高(gao)，在高溫(wen)高壓的(de)情況下(xia)，由于材(cái)質和✊結(jié)構等方(fang)面的原(yuán)因，直接(jie)式質量(liàng)流量計(jì)的應用(yong)遇到困(kùn)難，而間(jiān)接式質(zhì)量流量(liàng)計🏒由于(yú)密度計(ji)受濕度(du)🈲和壓力(li)适用範(fàn)圍的限(xiàn)制，往往(wang)💁也不好(hǎo)實🏒際應(yīng)用。因♍此(ci)，在工業(ye)生産中(zhōng)廣泛采(cai)用的是(shi)溫度壓(ya)力補償(cháng)式質量(liàng)流量計(ji)。可把它(ta)看作一(yi)種間接(jiē)式質量(liàng)流🆚量計(jì)，不是配(pei)用密度(du)計，而是(shì)利用溫(wen)度、壓力(lì)與密度(dù)間的關(guān)系，用溫(wen)度、壓力(li)信号經(jīng)函數運(yùn)算爲密(mi)度信号(hao)，與容積(ji)流量相(xiang)乘而得(de)到質量(liang)流量.目(mu)前溫度(dù)、壓力補(bǔ)㊙️償式質(zhi)量流量(liang)計👄雖已(yǐ)實用化(huà)，但當被(bei)測介質(zhì)參數變(bian)化範圍(wei)很大或(huò)很迅速(su)時，正确(què)地補償(chang)将很困(kùn)難或不(bu)🐕可能，因(yin)此進一(yi)步研🌈究(jiū)在實際(jì)生産中(zhōng)适用的(de)質量流(liu)量🆚計和(he)密度計(jì)還是一(yi)個課題(tí)。
（三）電磁(ci)流量計(jì)的工作(zuò)原理
電(diàn)磁流量(liàng)計測量(liang)原理是(shì)基于法(fǎ)拉第電(diàn)磁感應(ying)定律。流(liu)量計🐉的(de)🐆流量管(guan)内壁襯(chèn)上了絕(jue)緣材料(liào)，是一種(zhǒng)非導💋磁(ci)合💚金短(duan)管。兩隻(zhī)電極沿(yan)着管徑(jing)方向穿(chuan)通管壁(bi)從而固(gu)定在測(ce)量管上(shang)。它的電(diàn)極頭與(yǔ)襯裏内(nei)表♍面基(jī)本上是(shi)齊平的(de)。曆次線(xiàn)圈由雙(shuāng)向方波(bo)脈沖勵(lì)磁時，将(jiāng)在與測(cè)量管軸(zhou)線垂直(zhi)的方向(xiang)上産生(sheng)一磁通(tong)量密度(dù)爲B的工(gōng)作磁場(chǎng)。這個時(shi)候，如果(guo)具有一(yi)定電導(dǎo)率的流(liu)體經過(guò)測量管(guǎn)時，将會(huì)切割磁(cí)力線感(gǎn)🚶♀️應出電(diàn)動勢E。電(diàn)動勢✔️E與(yu)磁通量(liàng)彌補B成(chéng)正比關(guān)系，測量(liàng)管内徑(jing)🙇♀️d與平均(jun1)流速v的(de)乘積。電(diàn)動勢E（流(liu)量信号(hào)）由電極(jí)檢測出(chu)并通過(guò)電纜送(sòng)至轉換(huàn)器。轉換(huan)器将接(jie)♉收到的(de)流量信(xìn)号放大(da)進行🏃♂️處(chù)理後，即(jí)可顯示(shì)流體🐇流(liú)量，同時(shí)能輸出(chu)脈沖，模(mó)🏃🏻♂️拟電流(liú)信号，用(yòng)于流量(liang)的調節(jiē)和控制(zhì)。
E=KBdv，式中：E-電(diàn)極間的(de)信号電(diàn)壓(v)；B-磁通(tōng)密度(T)；d-測(cè)量管内(nèi)徑(m)；V-平均(jun)流速(m/s)。K，d爲(wèi)常數，由(you)于勵磁(ci)電流是(shì)保持恒(heng)流的，故(gu)B也是常(cháng)數，則由(yóu)E=KBdv可知，體(ti)積流量(liang)Q與信号(hào)電壓E成(cheng)正比，即(ji)流速感(gan)🛀應的信(xin)🈚号電壓(ya)E與體積(jī)💞Q成線性(xing)關系。因(yin)此隻✍️要(yào)測量出(chu)E就可以(yi)确定流(liu)量Q，這就(jiu)是電磁(cí)流量計(ji)的基本(ben)工作原(yuan)理。
該電(diàn)磁流量(liang)計的工(gong)作原理(li)可以如(ru)下圖2所(suǒ)示：
（四(si)）電磁流(liú)量計的(de)量程範(fàn)圍
一般(ban)工業用(yong)電磁流(liú)量計被(bèi)測介質(zhi)流速以(yǐ)2-4m/s爲宜，在(zài)🚶特殊🐕情(qíng)況下，最(zui)低流速(su)應不小(xiǎo)于0.2m/s，最高(gāo)應不大(da)于8m/s。若介(jie)質中含(hán)有固體(tǐ)顆粒，爲(wei)🍉防止襯(chèn)裏和電(diàn)極的過(guo)分🔞磨擦(cā)，常用流(liú)速應小(xiao)于🍓3m/s，對于(yu)電磁流(liú)量計粘(zhān)滞流體(tǐ)♋，流速可(kě)選擇大(dà)于2m/s，較大(da)的流速(su)🍉有助于(yú)自動消(xiāo)除電極(ji)上附着(zhe)的粘滞(zhi)物的作(zuò)用，有利(lì)于提高(gāo)測量精(jing)度。
四、電(dian)磁流量(liang)計流量(liàng)時易産(chǎn)生誤差(chà)的原因(yīn)及解決(jue)辦法
1.精(jing)度等級(jí)。流量計(ji)在規定(dìng)的流量(liàng)範圍内(nèi)精度等(deng)級、最🧑🏽🤝🧑🏻大(dà)允許🐪誤(wù)差應符(fú)合表1的(de)規定。流(liú)量計誤(wù)差表示(shi)使用相(xiang)對示值(zhí)誤差。
2.引(yin)用誤差(chà)。對于用(yòng)于瞬時(shí)流量指(zhǐ)示的流(liú)量計誤(wu)差💰表示(shi)也可💯使(shi)用引用(yòng)誤差，其(qí)最大允(yun)許誤差(cha)系列應(ying)符合表(biǎo)1規定，其(qí)檢定結(jié)果的标(biāo)書中不(bu)再給出(chū)準确等(deng)級，而📱使(shi)用其🔆最(zui)大允許(xu)誤差表(biao)示，且還(hái)應在最(zui)大允許(xǔ)誤差後(hou)标注FS，如(rú)±0.5%FS。
3.誤差表(biao)示方法(fa)和選取(qu)原則。在(zai)一台流(liu)量計的(de)一次檢(jiǎn)定中，應(ying)🈲按照精(jīng)度等級(ji)和引用(yong)誤差之(zhi)中的一(yi)種💋給出(chū)流量計(jì)誤差表(biǎo)示方法(fǎ)；對于使(shǐ)用相對(dui)示值誤(wù)差和引(yin)用誤差(cha)組合表(biǎo)示誤差(cha)的流量(liàng)計，一次(ci)檢定中(zhōng)也應統(tǒng)一使用(yong)一種方(fang)法表示(shì)其誤差(chà)。
4.重複性(xìng)。流量計(jì)的重複(fú)性不得(dé)超過相(xiang)應精度(du)等級規(gui)定🌐的最(zui)大允許(xu)誤差絕(jué)對值的(de)1/3。電磁測(ce)量計的(de)局限性(xing)在于其(qi)傳感器(qi)輸出♍的(de)訊号比(bi)較微弱(ruò)，隻有幾(jǐ)微伏到(dao)幾毫伏(fu)的電壓(ya)，這就說(shuō)㊙️明了在(zai)安裝電(diàn)磁流量(liàng)計時要(yao)具備很(hen)高的技(ji)術，同🆚時(shi)被測介(jie)質與周(zhōu)圍環境(jing)對電磁(cí)流量計(ji)的測量(liang)精度也(yě)有很大(dà)的影響(xiǎng)。
不同的(de)介質對(duì)電磁流(liu)量計測(cè)量會有(you)誤差，對(dui)現實🧡工(gong)況條🈲件(jiàn)下🙇🏻流量(liàng)的修定(ding)方法，當(dāng)前瞬時(shi)流量爲(wei)Q1，K系數爲(wèi)K1時，要調(diao)整🈲當前(qián)流量，可(kě)以通過(guò)修改當(dāng)前K系數(shu)來實現(xiàn)，當實際(ji)想要的(de)流量爲(wei)Q2時，就需(xū)要修改(gǎi)當前🐉K系(xì)數K1的值(zhí)。
假定新(xīn)的K系數(shù)值爲K2，K2就(jiu)等于實(shí)際想要(yào)的流量(liang)Q2除以瞬(shun)💛時流🔞量(liang)爲⭐Q1，乘以(yǐ)當前的(de)k系數K1。
即(jí)：K2=(Q2/Q1)*K1
例：表上(shang)顯示當(dang)前瞬時(shí)流量爲(wèi)Q1=3.1821，表内K系(xi)數K1=0.831(各個(ge)表不同(tóng)，實際想(xiǎng)要的流(liu)量Q2=3.8258，則可(ke)以通過(guò)修改K1來(lai)得到實(shí)際☁️想要(yao)的流量(liàng)即：K2=(Q2/Q1)*K1=（3.8258/3.1821)×0.831=0.999，将得(dé)到的K2，重(zhòng)新輸入(ru)表中，替(ti)代原來(lai)的K1，将得(de)到新的(de)瞬時流(liú)🐉量Q2。
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