電磁流量計(jì)電極襯里材料選擇
電磁流量計(jì)電極材料的選擇
　　應(yīng)根據(jù)被測的流體的腐蝕性來選擇電極的材料，請查有關(guān)腐蝕手冊，對于特殊流體應(yīng)作試驗(yàn)

材料	耐 腐 蝕 性 能
316L	適用：1、生活用水，工業(yè)用水，原水井水，城市污水， 　　　　2、弱腐蝕性酸、堿、鹽溶液
哈氏合金B(yǎng)	適用：1、鹽酸(濃度小于10%)，一切濃度的氫氧化銨堿溶液 　 　　   2、氫氧化鈉(濃度小于50%)，一切濃度的氫氧化銨堿溶液 　　　　3、磷酸，有機(jī)酸 　不適用：鹽酸
哈氏合金C	適用：1、混酸如鉻酸與硫酸的混合溶液 　 　　 2、氧化性鹽類如Fe++、Cu++、海水 　不適用：鹽酸
鈦(Ti)	適用：1、鹽，如：(1)氯化物(氯化物/鎂/鋁/鈣/銨/鈦等) 　　　　　　　　　 (2)鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、次氯酸鹽、海水 　 　　 2、濃度小于50%氫氯化鉀、氫氧化銨、氫氧化鋇堿溶液 　不適用：鹽酸、硫酸、磷酸、氫氟酸，氰氧化鋇堿溶液
鉭(Ta)	適用：1、鹽酸(濃度小于40%)，稀硫酸和濃硫酸(不包括發(fā)煙硫酸) 　 　　   2、二氧化氯，氯化鎂，次氯酸，氰化鈉，乙酸鉛等 　　　　3、硝酸(包括發(fā)煙硝酸)等氧化性酸，溫度低于80℃的王水 　不適用：堿，氫氟酸
鉑(Pt)	適用：幾乎所有的酸、堿、鹽溶液(包括發(fā)煙硫酸、發(fā)煙硝酸) 　不適用：王水、銨鹽

電磁流量計(jì)襯里材料的選擇
應(yīng)根據(jù)被測的流體的腐蝕性來選擇襯里的材料，請查有關(guān)腐蝕手冊，對于特殊流體應(yīng)作試驗(yàn) 

襯里材料	主要性能	適用范圈
聚四氛乙烯下E	1.它是塑料中化學(xué)性能穩(wěn)定的一種材料，能耐沸騰的鹽酸、硫 酸、硝酸和王水、也能耐濃堿和各種有機(jī)溶劑 .耐磨性和枯接性能差。	1.一40℃一+1 80℃ .酸、堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì) .衛(wèi)生類介質(zhì)4.不適用于負(fù)壓管道
氧丁橡膠〔〕PRENE	1.有極好的彈性、高強(qiáng)的扯斷力、耐磨性能好 .耐一般低濃度酸、堿、鹽介質(zhì)的腐蝕不耐氧化性介質(zhì)的腐蝕	1.<65℃ .側(cè)一般水、污水、泥漿、礦漿
聚全氛代乙丙烯	化學(xué)性能穩(wěn)定的一種材料.可適用于已知任何有機(jī)溶荊或試加 介質(zhì)或在高沒下也不受影晌。	1.一40℃~180℃ .適用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)3.衛(wèi)生級介質(zhì)
聚氛乙烯	適用于各種堿、鹽、硫酸、硝酸、磷酸等及它們的水溶液，不耐 濃硫酸、發(fā)煙硫酸、醋附類、醚類、鹵代經(jīng)芳胺。	I。一25℃~70℃ .側(cè)一般水、污水、泥漿、礦槳、煤漿 .一般酸、堿、鹽溶液

電磁流量計(jì)的具體分類
市場上通用型產(chǎn)品和特殊型儀表從不同角度作如下分類。
    電磁流量計(jì)按激磁電流方式劃分，有直流激磁、交流(工頻或其他頻率)激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁。幾種激磁方式的波形見右圖。
    按輸出信號連接和激磁(或電源)連線的制式分類，有四線制和二線制。
    按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類，有分體型和一體型。
    按流量傳感器與管道連接方式分類，有法蘭型、夾持型(夾持型電磁流量計(jì))、衛(wèi)生型(衛(wèi)生型電磁流量計(jì))、插入型(插入式電磁流量計(jì))、螺紋連接(油任連接的高壓電磁流量計(jì))。注：
    按流量傳感器電極是否與被測液體接觸分類，有接觸型和非接觸型。
    按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類，有短管型和插入型(插入式電磁流量計(jì))。
    按用途分類，有通用型、防爆型、衛(wèi)生型、防侵水型和用于明渠流量測量的潛水型(明渠流量計(jì))。

一、 電磁流量計(jì) 按激磁電流方式分類
    (1)、直流激磁
    直流激磁電磁流量計(jì)用于測量液體金屬流量，如常溫下汞和高溫下液態(tài)納、鋰、鉀等。在快中子增殖核反應(yīng)堆一次回路中用于測量攝氏500余度的熔融納流量，見到過有應(yīng)用于DN300mm管道儀表的報(bào)道。干法效驗(yàn)流量值，與濕法(實(shí)流)效驗(yàn)相比，精度可達(dá)3% 。除由電磁鐵值流激磁產(chǎn)生次場外，也有用**磁鐵磁場的較小口徑傳感器。
    本類儀表在我國一般流程工業(yè)中應(yīng)用還屬探索階段，20世紀(jì)60～70年代曾成功地應(yīng)用于測量電解槽常溫泵流量；有色冶金工業(yè)也曾試用于測量熔鋅液流量，因鋅液在測量管內(nèi)壁結(jié)垢及氧化鋅等原因，未使用成功。
    (2)、交流激磁
    早期電磁流量計(jì)用于50Hz工頻市電激磁，產(chǎn)生正弦波交變磁場；采用交流激磁的理由是為了避免像用直流激磁時(shí)電磁表面產(chǎn)生極化現(xiàn)象，但是由于易受市電鎖引起的與流量信號同相應(yīng)各種感應(yīng)噪聲的疊加，形成零點(diǎn)漂移等，現(xiàn)在已漸被低頻矩形波激磁所代替。這些疊加的感應(yīng)噪聲是由以下一些原因產(chǎn)生的。
    1)液體中渦電流產(chǎn)生與流量信號同相位噪聲，電極污染形成的噪聲和零點(diǎn)漂移；
    2)磁回路中鐵損偏移了激磁電流與磁場間相位，使原來在信號回路中變壓器效應(yīng)所形成的正交(90°)噪聲相移，產(chǎn)生相同噪聲；
    3)激磁線圈與信號線間以及激磁線圈與流體間的靜電感應(yīng)噪聲。
    但是交流激磁流量傳感器的磁感應(yīng)強(qiáng)度通常涉及得較高，有較大信號電動勢(約為1mV 每1m/s，矩形波激磁僅0.2～0.3mV)和較高信噪比的優(yōu)點(diǎn)。此外，在測量固液雙相的礦漿等流體時(shí)，低頻矩形波激磁方式在固體擦過電極表面產(chǎn)生尖峰的漿液噪聲，會使輸出信號波動，工頻交流激磁的電磁流量計(jì)則不存在這一缺點(diǎn)。因此國內(nèi)外還有一些儀表制造廠繼續(xù)提供工頻或其他頻率交流激磁的電磁流量計(jì)。
    (3)、低頻矩形波激磁
    自1975年低頻矩形波激磁方式發(fā)表以來，以其功耗小、零點(diǎn)穩(wěn)定，電極污染影響小等優(yōu)點(diǎn)，得到很快發(fā)展，成為迄今主要激磁方式。低頻矩形波激磁波形有“正-負(fù)”二值者，有“正-零-負(fù)-零”三值者，分別如右上圖中b、c所示。三值激磁用無激磁期間的信號改善零點(diǎn)穩(wěn)定性。流量信號在信號電壓基本恒定的區(qū)間采樣取得。激磁頻率為市電的 1/32 ～ 1/2 ，常用 1/8 ～1/4之間。小口徑儀表用較高頻率，大口徑儀表用較低頻率，由制造廠按所用傳感器口徑來設(shè)定。國內(nèi)也有可由用戶設(shè)定頻率的儀表，例如商業(yè)名為“可編程鍵控儲存(Programmable Keyed Storage)電磁流量計(jì)”。
    矩形波形波交變激磁雖不受慢的極化電壓變化影響，但由于穩(wěn)定磁場短期間直流采用相對于急劇變化的極化電壓，還會產(chǎn)生急劇的輸出變化。此外流體中固體顆粒撞擊電極，其表面氧化膜破損，表面電位變化形成尖峰狀噪聲，輸出呈現(xiàn)大幅晃動。這一現(xiàn)象稱作漿液噪聲，發(fā)生于高濃度漿液或含土沙粒的液體，影響了低頻矩形波電磁流量計(jì)的應(yīng)用。
    頻率較高的工頻激磁比低頻矩形波激磁抗?jié){液噪聲性能優(yōu)越的原因；還可以用漿液噪聲頻率特性說明之。下圖是紙漿漿液噪聲頻譜一例，低頻段噪聲電平大，高頻段噪聲小，即所謂1/ ƒ特性。因此較高頻率激磁噪聲電平低，可獲得較高的S/N比的信號。
    (4)、雙頻激磁
    雙頻激磁是在低頻矩形波上疊加高頻矩形波，如右圖所示的用兩種頻率采樣和低通、高通濾波器，得到高頻和低頻兩種信號，合成后得流量信號，克服了低頻矩形波激磁存在的漿液噪聲和流動噪聲，提高儀表的穩(wěn)定性和響應(yīng)性。快速響應(yīng)性可反映頻率高達(dá)1Hz的柱塞泵的流動狀況。

二、電磁流量計(jì)按輸出信號連接分類
    (1)、四線制
    傳統(tǒng)電磁流量計(jì)的輸出信號線和電源線(或流量傳感器和傳感器間的激磁電流線)分別由2組各2根導(dǎo)線的四線制組成，仍是當(dāng)前的主要制式。
    (2)、二線制
    當(dāng)前溫度、壓力/差壓、流量和物位等參量現(xiàn)場儀表趨向于輸出信號和電源共用導(dǎo)線的二線制儀表發(fā)展。二線制儀表毋須市電電源，而電磁流量計(jì)常裝在無市電供給的偏僻場所，采用二線制可節(jié)省市電布線工程費(fèi)用。
    二線制電磁流量計(jì)電源供給的設(shè)計(jì)思路上又分為零信號輸出電流(即4mA)供給、大于零信號輸出供給和電池(或太陽電池)供給。
    電池供電型電磁流量計(jì)和電磁式水表適應(yīng)配置于遠(yuǎn)離城市配水池或郊外污水處理后排放點(diǎn)等市電引入困難的場所。有些型號儀表電池使用壽命一年，有些則長達(dá)8～10年。
    1993年日本修訂計(jì)量法規(guī)定DN350mm以下貿(mào)易證明用水管儀表的試用品種從傳統(tǒng)旋翼式水表擴(kuò)展到電磁式水表。今后用作水表的電磁流量計(jì)要符合水表標(biāo)準(zhǔn)的要求，測量精度只需2%～5%，但電磁流量計(jì)本體必須要帶積算顯示和舍友外接電源。例如愛知時(shí)計(jì)電機(jī)的SU系列電磁式水表消耗功率僅2mW，內(nèi)藏電池可用8年以上。
 
三、電磁流量計(jì)按傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝方式分類
   (1)、分體型
    分體型是電磁流量計(jì)普遍應(yīng)用的形式，如右圖所展示的，傳感器接入管道，轉(zhuǎn)換器裝在儀表室或人們易于接近的傳感器附近，相距數(shù)十到數(shù)百米。為防止外界噪聲侵入，信號電纜通常采用雙層屏蔽。測量電導(dǎo)率較低液體而相聚超過30m時(shí)，為防止電纜部分電容造成信號衰減，內(nèi)層屏蔽也有要求接上與芯線同電位低阻抗源的屏蔽驅(qū)動。分離型轉(zhuǎn)換器可遠(yuǎn)離現(xiàn)場惡劣環(huán)境，電子部件檢查、調(diào)整和參數(shù)設(shè)定就比較方便。
    (2)、一體型
    傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝在一起直接輸出直流電流(或頻率)標(biāo)準(zhǔn)信號，實(shí)際上成為電磁流量變送器。一體型縮短了二者之間信號線和激磁線的連接長度，并使之物外接，隱蔽在儀表內(nèi)部，從而減少信號衰減和空間電磁波噪聲侵入。同樣測量電路與分體型相比可測較低電導(dǎo)率的液體。取消了信號線和激磁線的布線，簡化電氣連接，儀表價(jià)格和安裝費(fèi)用均相對便宜，較多采用于小管徑儀表。隨著二線制儀表的商品化發(fā)展，一體型儀表將會有較快發(fā)展。但如果由于管道布置限制，安裝在不易接近的場所，則維護(hù)不便。此外，轉(zhuǎn)換器電子部件裝于管道上，將受到流體溫度和管部震動的較大限制。

四、電磁流量計(jì)按流量傳感器與管道連接方式分類
    (1) 法蘭連接
    法蘭連接時(shí)傳統(tǒng)的連接方式，傳感器兩端有連接法蘭，與管道法蘭間用螺栓固定之，可單向安裝。大口徑傳感器都采用本連接方式。體積和重量都比夾裝連接方式大。
    DN15～600mm 電磁流量計(jì)的兩法蘭面間長度，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化組織已制定標(biāo)準(zhǔn)(ISO 13359;1998)予以統(tǒng)一。
    (2) 夾裝連接
    夾裝連接時(shí)近年發(fā)展的連接方式，傳感器本身無法蘭，以較長的螺栓夾持在管道兩法蘭之間接入管系。本方式傳感器體積小重量輕，對于不同壓力規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)管系法蘭孔距適應(yīng)性強(qiáng)；但只適用于較小管徑(200mm一下),承受液體工作壓力較低。
    (3) 衛(wèi)生型連接
    右圖中式衛(wèi)生型連接一例，與國內(nèi)制酪聯(lián)合會IDF加持件相連接，實(shí)現(xiàn)快速拆卸和安裝，便于日常頻繁的清洗。
    (4) 螺紋連接
    下圖中式小口徑儀表螺紋連接方式。該類儀表較多應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等工業(yè)和藥業(yè)配比注入等場所。螺紋連接還有較多應(yīng)用于石油、地質(zhì)勘探等16～25MPa以上高壓注水或水泥漿液流量測量，螺紋形狀則為梯形。
        
    五、電磁流量計(jì)按流量傳感器電極是否與被測液體接觸分類
    (1) 接觸型電極
    與液體接觸的電極是EMF的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通常為一對電極，大口徑儀表業(yè)有用兩對電極。非滿管型EMF也有用3對電機(jī)或條形電極。
    (2) 非接觸型電極
    大面積電極緊貼襯里(或絕緣測量管)外表面，以電容耦合方式檢拾流量信號，可測量比接觸型電極的電容檢測方式的電磁流量計(jì)簡稱電容式電磁流量計(jì)，其原理看下圖。前置放大器置于傳感器內(nèi)僅靠電極，激磁頻率比通常EMF高，為50/2Hz，也有超過100Hz者。本類儀表不會產(chǎn)生電極鈍化、氧化和觸媒作用等電極表面效應(yīng)噪聲，也機(jī)會不存在流動噪聲和漿液噪聲。襯里內(nèi)表面覆蓋油脂等非導(dǎo)電層或薄絕緣結(jié)構(gòu)層也不會影響測量；但覆蓋層若為導(dǎo)電膜則儀表將無指示。
    國內(nèi)有些儀表制造廠稱這類儀表為無電極電磁流量計(jì)。

六、電磁流量計(jì)按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類
    (1) 短管型
    短管型結(jié)構(gòu)即如傳統(tǒng)電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)，流量傳感器帶有測量管段連接到管道系統(tǒng)中。
    (2) 插入型
    插入型流量傳感器實(shí)質(zhì)上是電磁流速傳感器，激磁線圈和電極組裝成桿狀，從待測管道上開孔中插入，測得的流速與轉(zhuǎn)換器預(yù)置的管道面積等系數(shù)相乘鹽酸求取流量。除單點(diǎn)的“點(diǎn)流速”外，還有側(cè)多點(diǎn)“徑流速”者。
    本型儀表適用于大型管道，因?yàn)槭菧y量局部流速推算流體流量，測量精度遠(yuǎn)低于短管型，通常僅用于過程控制，不適宜應(yīng)用于貿(mào)易核算計(jì)量。但是價(jià)格相對便宜。應(yīng)用特點(diǎn)還可參閱插入式流量計(jì)。

七、電磁流量計(jì)按用途分類
    (1) 通用型
    在冶金、石化、造紙、印染、紡織、給水、污水處理等工業(yè)一般較多采用分體型中、大口徑法蘭連接方式；醫(yī)藥、生物、精細(xì)化工等工業(yè)常用微小口徑、小口徑儀表，一體型夾裝連接方式或螺紋連接方式適用場所較多。
    (2) 防爆型
    防爆型電磁流量計(jì)應(yīng)用于有易燃?xì)夥盏膱鏊Ｓ捎诖蟛糠蛛姶帕髁坑?jì)的幾次電流能量較大，通常設(shè)計(jì)成隔爆型、充砂型、澆封型和氣密型等。但是現(xiàn)在有些電磁流量計(jì)激磁功率大幅度降低，也有了本質(zhì)安全型即以前所稱安全火花型，流量傳感器部分和轉(zhuǎn)換部分有條件組成一體，全部裝在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)。
    (3) 衛(wèi)生型
    乳酪、食品、醫(yī)藥、生物化學(xué)等工業(yè)要求定時(shí)通蒸汽滅菌，傳感器要便于拆卸清洗，與管道連接部分要求用快速裝卸的衛(wèi)生型規(guī)定的結(jié)構(gòu)，與液體接觸的材質(zhì)應(yīng)是無毒無害的。
    (4) 耐潛水型
    本型傳感器應(yīng)用于安裝在地面下的窨井，可承受短時(shí)間水侵沒，相當(dāng)于外殼防護(hù)等級IP67或NEMA6；還有相當(dāng)于防護(hù)等級IP68者，則可承受長期潛水。
    (5) 潛水型
    本型儀表用于測量明渠或非滿管暗渠自由水面自然流下的水路流量，如工業(yè)排水和下水等。傳感器裝在明渠截流擋板下部，長期浸在水下。用于大流量時(shí)刻安裝多臺與傳感器形狀相同的分流模型，以擴(kuò)大流量。

上一條：遠(yuǎn)傳雙法蘭液位計(jì)在氣化爐裝置應(yīng)用中的問題分析及防范措施淺析
下一條：渦輪流量計(jì)廠家詳解測量對于介質(zhì)粘度的要求及安裝要點(diǎn)