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电磁流量计概述

电磁流量计（简称EMF）是20世纪50年代和60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的一种新型流量测量仪表。 电磁流量计是应用电磁感应原理，根据导电流体通过外部磁场时感应出的电动势来测量导电流体流量的仪表。

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电磁流量计的结构

电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。

磁路系统：其作用是产生均匀的直流或交流磁场。 直流磁路采用永磁体实现。 其优点是结构比较简单，受交流磁场干扰较小。 然而，它很容易使通过测量导管的电解液极化，导致正极被负离子包围，负极被正离子包围。 周围，​​即电极的极化现象，导致两电极之间的内阻增大，从而严重影响仪器的正常工作。 当管道直径较大时，永磁体也相应较大，体积庞大且不经济，因此电磁流量计一般采用交变磁场，并由50HZ工频电源产生。

测量导管：其作用是让被测导电液体通过。 为了使磁力线通过测量导管时磁通分流或短路，测量导管必须采用非磁性、低导电率、低导热率并具有一定的机械强度。 可采用无磁不锈钢、玻璃钢、高强度材料。 塑料、铝等

电极：其作用是引出与测量值成正比的感应电位信号。 电极一般采用非磁性不锈钢制成，并要求与衬里齐平，以便流体能够畅通无阻地通过。 其安装位置应与管道垂直方向，防止其上积存泥沙，影响测量精度。

外壳：由铁磁材料制成，是配电系统励磁线圈的外壳，隔离外部磁场的干扰。

衬里：测量导管内部和法兰密封面有完整的电绝缘衬里。 它直接接触被测液体，其作用是增加测量管的耐腐蚀性，防止感应电势被金属测量管壁短路。 衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。

转换器：液体流动产生的感应电位信号非常微弱，受各种干扰因素影响较大。 转换器的作用是将感应电势信号放大并转换为统一的标准信号，并抑制主要干扰信号。 其任务是将电极检测到的感应电势信号Ex放大并转换成统一标准的直流信号。

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电磁流量计特点

1、测量不受流体密度、粘度、温度、压力、电导率变化的影响；

2、测量管道内无阻流部件，无压力损失，对直管段要求低。 对血清学测量具有独特的适应性；

3、合理选择传感器衬里和电极材料，具有良好的耐腐蚀性和耐磨性；

4、转换器采用新颖的励磁方式，功耗低，零点稳定，精度高。 流量范围可达150：1；

5、转换器可以与传感器集成，也可以分离；

6、转换器采用16位高性能微处理器，显示和参数设置方便，编程可靠；

7、流量计为双向测量系统，设有正向累计、反向累计、差值累计三个累加器； 可显示正向、反向流量，并具有多种输出：电流、脉冲、数字通讯、HART；

8、转换器采用表面贴装技术（SMT），具有自检、自诊断功能；

9、测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力、电导率变化的影响。 传感器感应电压信号与平均流量呈线性关系，因此测量精度高。

10、测量管道内无流动障碍物，因此无附加压力损失； 测量管道内没有运动部件，因此传感器具有极长的使用寿命。

11、由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间内形成的，且是管道表面的平均值，因此传感器所需的直管段较短，长度为管道直径的5倍。

12、转换器采用国际******的微控制器（MCU）和表面贴装技术（SMT），性能可靠、精度高、功耗低、零点稳定、参数设置方便。 点击中文显示液晶屏，可显示累计流量、瞬时流量、流量、流量百分比等。

13、双向测量系统，可测量正向流量和反向流量。 采用特殊的生产工艺和优质材料，确保产品性能长期保持稳定。

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电磁流量计的使用方法

电磁流量计有两种工作状态：自动测量状态和参数设定状态。

仪器开机后自动进入测量状态。 在自动测量状态下，电磁流量计自动完成各项测量功能并显示相应的测量数据。 在参数设置状态下，用户使用四个面板按键完成仪器参数设置。

1. 按键功能

1.1 自动测量状态下按键功能

下键：循环显示屏幕下排显示内容；

向上键：循环显示屏幕上排显示内容；

复合键+确认键：进入参数设置状态；

确认键：返回自动测量状态；

在测量状态下，调整液晶显示器的对比度：对于小型液晶显示器，按“复合键+向上键”或“复合键+向下键”几秒钟； 对于大 LCD，调节大 LCD 背面的电位器。

1.2 参数设置状态下按键功能

下键：光标处数字减1；

向上键：光标处数字加1；

复合键+下键：光标向左移动；

复合键+上键：光标向右移动；

确认键：进入/退出子菜单；

确认键：任何状态下，连续按两秒，返回自动测量状态。

注意： 1、使用“复合键”时，应先按复合键，然后同时按住“向上键”或“向下键”。

2、在参数设置状态下，如果3分钟内没有按键操作，仪器将自动返回测量状态。

3、选择流量零点修正的流向，可以将光标移动到**左边的“+”或“-”，用“上键”或“下键”切换到与实际情况相反的方向。流动的方向。

4、选择流量单位时，将光标移动到“流量范围设置”菜单中原来显示的流量单位，然后使用“向上键”或“向下键”进行切换以适应您的需要。

2、参数设置功能键操作

要设置或修改电磁流量计参数，流量计必须从测量状态进入参数设置状态。 在测量状态下，按“复合键+确认键”，显示状态转换密码（0000）。 根据保密级别，根据厂家提供的密码进行修改。 再次按“复合键+确认键”后，将进入所需的参数设置状态。

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电磁流量计安装的相关要求

简单来说，电磁流量计是由流量传感器变送器组成。 电磁流量计的安装要求是必须安装在管道的**点或管道的垂直段，但必须是在管道充满的情况下。 直管段要求前5D，后3D，以保证电磁流量计的精度。 用途和准确性要求。 电磁流量计的测量原理不依赖于流量特性。 如果管道中非测量区域（如弯头、切向限流或上游半开截止阀）存在一定的紊流和涡流，就会与测量不一致。 没事做。 如果测量区域存在稳定的涡流，就会影响测量的稳定性和准确性。 这时，应采取一些措施来稳定流速分布： 1、增加前后直管段长度； 2.使用流动稳定器；3. 减小测量点的横截面。

1.外部环境要求

1.1． 流量计应避免安装在温度变化较大或受到设备高温辐射的地方。 如果必须安装，必须采取隔热、通风措施。

1.2． 流量计**安装在室内。 若必须安装在室外，应防止雨淋、水浸和日晒，并采取防潮、防晒措施。

1.3． 流量计应避免安装在含有腐蚀性气体的环境中。 必须安装时，必须采取通风措施。

1.4． 为了便于安装、维护和保养，流量计周围必须有足够的安装空间。

1.5． 流量计的安装地点应避开磁场和强振动源。 如果管道振动较大，流量计两侧应有支架固定管道。

2、管道式电磁流量计

2.1．直线段要求

为了改善涡流和流场畸变的影响，流量计安装前后的直管段长度必须一定，否则会影响测量精度（也可以安装整流器，尽量避免安装在调节阀和半开阀附近）。

2.2．工艺管道的要求

流量计对安装点的上下游工艺管道有一定的要求，否则会影响测量精度。

A。 上下游工艺管道内径与传感器内径相同，并应满足：0.98DN≤D≤1.05DN（其中DN：传感器内径，D：工艺管道内径）

b. 过程管道与传感器必须同心，同轴偏差不应大于0.05DN。

2.3．旁通管要求

为了便于流量计的维护，**为流量计安装旁通管。 另外，对于污染严重的流体以及需要清洗流量计且无法停止流体的场合，必须安装旁通管。

a.流量计维护方便

b.对于严重污染的流体必须安装

c.无法停止流动，需要清洗流量计

三、插入式电磁流量计的安装要求

3.1．直管段要求

进/出口直管段：入口应≥10×DN； 出口应≥5×DN

3.2．接地点要求

为了使仪器工作可靠，提高测量精度，并不受外部寄生电位的干扰/传感器应良好接地，接地电阻应小于10Ω。（如果金属管良好接地，则无需设置专用接地装置） 3.3 安装位置要求如图

电磁流量计的插入方式根据现场管道情况而不同。 不带球阀的流量计应无压安装在管道上（即无压安装可选择不带球阀的流量计），并在管道上打孔。 直径50，准备将连接焊管焊接到管道开口处； 对于需要连续流量装卸或不允许介质溢出的场合，必须安装球阀，即选用球阀结构的插入式电磁流量计； 在管道上开一个直径为50的孔，准备将连接焊管焊接到管道的开口处。

插入式电磁流量计选型

测量范围：推荐使用范围：0.5m/s～10m/s连续可调。**使用范围：0.2m/s～15m/s连续可调

信号输出： 1、开关量可设置为：脉冲输出（**）； 高/低流量报警； 空管报警； 流向指示；

故障报警； 2.电流输出：4-20mA输出

配置方法： 1、通过三个手动按键进行现场配置。 2.通过远程控制进行现场配置。 3. 通过手持终端进行现场配置。

记忆：不会消失、不需要电池保存的记忆。

阐明

电磁流量计**应用于污水、氟化工、生产用水、自来水工业、医药、钢铁等诸多方面。 由于原理的原因，它只能测量导电液体。 虽然它在可靠性和稳定性方面比其他类型的流量计要好得多，但客户在实际使用过程中仍然会遇到一些问题。 下面我详细说一下电磁流量计的选择和安装：

1、与其他流量计一样，电磁流量计的测量量程比虽然为30：1，高于涡街流量计和差压流量计，但也受到限制。 许多客户经常将其与水表进行比较，认为它可以测量非常低的流量。 一般情况下只能测量0.1m/s。 低于这个流量，电磁流量计很难正确测量。 因此，在订货初期有必要明确流量范围比。 订购时不能按原管径订购。 **根据您的实际流量来订购仪表直径。

其次，与其他流量计一样，电磁流量计也对安装前后的直管段有要求，但要求低于其他类型的流量计，但必须满足**关键的一点：满管，再满管。 当管道未满时，很容易造成流量计乱跳：

第三，与其他流量计一样，电磁流量计也有防护等级。 一般一体式为IP65，分体式为IP68（针对传感器）。 如果客户对仪表安装环境有要求，则安装位置必须在地下。 在水井或其他潮湿的地方，建议客户选择分体式。 以免因选型错误而造成仪器损坏。

第四，电磁流量计可以测量腐蚀性液体，但客户在订购初期必须正确提供其他测量介质属性，以避免选型时电极选择错误，可能导致传感器在后期使用过程中报废，造成不便和给顾客带来麻烦。 经济损失。

5、电磁流量计虽然可靠性比较好，一般情况下不会损坏，但由于其原理，传感器电极表面始终与液体接触。 随着时间的推移，电极表面更容易受到污染。 因此，一般情况下，如果客户有条件拆卸电磁流量计，建议每隔一年到一年半拆卸一次并清洗电极，以保证整个流量计的测量精度。 任何仪表都需要“维护”，电磁流量计也不例外。

6、当主管道为垂直管道时，一般情况下，要求水流自下而上，尽量不要自上而下流。 后者很容易引起较大的流量波动。 除了全管安装外，这一点也很重要，其次是前后直管的距离。

选择便于维护和移动的地方。 流量计应安装在水泵后端，切勿安装在吸入侧； 阀门应安装在流量的下游侧。

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电磁流量计是如何工作的？

电磁流量计根据法兰电磁感应原理，在垂直于测量管轴线和磁力线的管壁上安装一对检测电极。 当导电液体沿测量管轴线移动时，导电液体切割磁力线，产生感应电势。 感应电势由两个检测电极检测，其值与流量成正比。 其值为：E=B*V*D*K，其中E为感应电势，B为磁感应强度，V为导电液体的平均流量； D为电极间距； K为与轴向长度上的磁场分布有关的系数； 传感器使用感应电动势作为流量信号并将其传输到转换器。 信号经过放大、变换、滤波等处理后，采用带背光的点阵液晶显示瞬时流量和累积流量。

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电磁流量计的日常维护

只需定期对仪器进行目视检查，检查仪器周围的环境，清除灰尘和污垢，确保没有水或其他物质进入，检查接线是否良好，检查是否有新的强电。仪器附近的电磁场设备或穿过仪器的新电线。 如果测量介质容易污染电极或测量管壁内有沉淀或水垢，应定期除垢、清洗。

故障排除

如果流量计在投入运行后或投入正常运行一段时间后发现工作不正常，应首先检查流量计的外部情况，如电源是否良好，是否正常等。管道是否漏水或未充满，管道内是否有气泡，信号线是否损坏，转换器输出信号（即后仪表输入电路）是否断路。 切记盲目拆修流量计。

传感器检查

检测设备：500MΩ绝缘电阻测试仪、万用表一台。

测试步骤：

(1)当管道充满介质时，用万用表测量端子A、B、C之间的电阻值。AC、BC之间的电阻值应大至相等。 若相差1倍以上，可能是电极漏电或测量管外壁或接线盒内吸附有冷凝水。

(2)当衬里干燥时，用兆欧表测量AC与BC之间的绝缘电阻（应大于200MΩ）。 然后用万用表测量端子A、B和测量管内两个电极的电阻（应处于短路状态）。 如果绝缘电阻很小，则说明电极漏电，应将整个流量计返厂维修。 如果绝缘已下降但仍高于50MΩ且步骤（1）中的检查结果正常，则测量管外壁可能受潮，可用热吹风机吹干套管内部。

(3)用万用表测量X、Y之间的电阻，若超过200Ω，则可能是励磁线圈及其引线断路或接触不良。 拆下端子板并检查。

(4) 检查X、Y、C之间的绝缘电阻，应在200MΩ以上。 如果掉落，请用热风吹干外壳内部。 实际运行过程中，线圈绝缘的降低会导致测量误差增大，仪器输出信号不稳定。

(5)如果确定传感器有故障，请与电磁流量计厂家联系。 一般现场无法解决，需要厂家维修。

转换器检查

如果确定是转换器故障，检查外部原因后没有问题，请与电磁流量计厂家联系。 制造商通常会更换电路板来解决问题。

电极维护

1、电磁流量计在使用前必须用标准pH值溶液对电磁流量计进行校准。 标定后、操作前，大家一定要注意先用蒸馏水清洗电磁流量计的电极，然后再用测量液清洗电极。

2、如果不使用电磁流量计，在拆卸电磁流量计电极时，大家要注意不要让电极的传感器与硬物碰撞，否则任何损坏都会影响电极的使用。

3、电磁流量计使用完毕后，应盖上电磁流量计的电极盖，并在里面放入较少的饱和溶液。 只需确保电极的灯泡湿润即可，但切记不要将其放入蒸馏水中。 浸泡。

4、平时注意保持电极清洁，不要将其两侧输出短路。 否则会造成测量不准确，影响电磁流量计的使用。

其实，维护电磁流量计电极的方法有很多种。 大家在使用过程中应该多加注意，不要因为自己的一点疏忽而导致日后电磁流量计无法正常工作。

故障分析

1.调试过程中出现故障

调试期间的故障一般发生在仪器安装和调试阶段。 一旦消除，以后在相同条件下就不会再出现。 调试过程中常见的故障通常是由安装不当、环境干扰、流体特性等引起的。

2. 安装

该故障通常是由于电磁流量传感器安装位置不正确造成的。 常见问题包括将传感器安装在管道系统的**点，气体可能积聚； 或者从上到下安装在垂直管道上，可能会造成排空； 或者传感器后面没有泄漏。 背压导致流体直接排放到大气中，导致测量管未充满。

3、环境方面

通常主要是由管道中的杂散电流干扰、空间中的强电磁波干扰、大型电机的磁场干扰等引起。管道杂散电流干扰通常需要良好的独立接地保护才能获得满意的效果。 但如果遇到较强的杂散电流（如电解车间管道，有时两电极上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V），仍然可以获得满意的结果。 需要采取额外的措施来隔离流量传感器和管道。 空间电磁波干扰一般通过信号电缆引入，通常采用单层或多层屏蔽进行防护。

4. 流体方面

被测液体中含有均匀分布的微小气泡，通常不会影响电磁流量计的正常工作。 然而，随着气泡的增加，仪器

仪表的输出信号会出现波动。 如果气泡大到足以覆盖整个电极表面，当气泡流过电极时，电极电路会瞬间断开，导致输出信号出现较大波动。

采用低频方波励磁的电磁流量计测量固体含量超标的浆体时，也会产生浆体噪声，导致输出信号波动。

在测量混合介质时，如果在混合物尚未均匀之前就进入流量传感器进行测量，输出信号也会出现波动。

电极材料和被测介质选择不当也会因化学效应或极化现象而影响正常测量。 应根据仪器选型或相关说明书正确选择电极材料。

5. 运行时故障

运行故障是电磁流量计调试正常运行一段时间后出现的故障。 常见的运行故障基本上是由流量传感器内壁附着层、雷击、环境条件变化等因素引起的。

6、传感器内壁粘附层

由于电磁流量计常用于测量较脏的流体，运行一段时间后，传感器内壁上往往会积聚一层粘附层，造成故障。 这些故障往往是由于粘合层的电导率太大或太小造成的。 如果附着物是绝缘层，会导致电极电路开路，仪器无法正常工作； 如果附着层的电导率明显高于流体的电导率，则电极电路将发生短路。

仪表也无法正常工作。 因此，应及时清除电磁流量计测量管内附着的结垢层。

7. 雷击

雷击极易在仪器电路中感应出高电压和浪涌电流，造成仪器损坏。 主要通过传感器与转换器之间的电源线或励磁线圈或流量信号线等相关通道引入，尤其是从控制室电源线引入居多。

8.环境条件的变化

调试期间，由于环境条件仍然良好（例如无干扰源），流量计工作正常。 这时往往很容易忽视安装条件（例如接地不是很好）。 在这种情况下，一旦运行过程中环境条件发生变化，出现新的干扰源（如流量计附近管道上的电焊、附近安装的大型变压器等），就会干扰流量计和仪表的正常运行。流量计的输出。 信号会有波动。

常见故障

典型故障诊断及处理

1、无流量输出。 检查电源部分是否有故障，测试电源电压是否正常； 测试保险丝是否接通或断开； 检查传感器箭头与流体流动方向是否一致。 如果不是，改变传感器安装方向； 检查传感器是否充满液体。 如果不是，请更换管道或垂直安装。 。

2、信号越来越小或者突然下降。 测试两电极间绝缘是否损坏或短路。 两电极之间的正常电阻值在（70~100）Ω之间。 测量管内壁可能会沉积污垢。 电极应清洁、擦拭，不得划伤衬里。 检查测量管内衬是否损坏。 如果损坏，应更换。

3、零位不稳定。 检查介质是否充满测量管，介质中是否有气泡。 如果有气泡，请在上游安装空气消除器。 如果是水平安装，则可以垂直安装。 检查仪器接地是否完好。 如果不好，应进行三级接地（接地电阻≤100Ω）； 检查介质电导率不应小于5μs/cm； 检查测量管内是否积有介质，清洗时注意不要划伤内衬。

4、流量指示值与实际值不符。 检查传感器内的液体是否充满管子，是否有气泡。 若有气泡，应在上游安装空气消除器； 检查接地情况是否良好； 检查流量计上游是否有阀门。 如果是这样，请将其向下游移动或完全打开。 ; 检查转换器量程设置是否正确。 如果不是，请重置正确的范围。

5、示值在一定范围内波动。 检查环境条件是否发生变化，如出现新的干扰源和其他磁源或影响仪器正常工作的振动。 应及时排除干扰或移动流量计； 检查测试信号线，并用绝缘胶带将其结束。 电线、内屏蔽层、外屏蔽层、外壳相互不接触。

用电磁流量计测量流量的流体必须是导电的，因此不能用电磁流量计测量非导电气体、蒸汽、油、丙烯酸铜等物质。

操作失败

经过初步调试并正常运行一段时间后，运行过程中出现故障。 常见故障原因有：流量传感器内壁附着层、雷击、环境条件变化等。

1、内壁附着层

由于电磁流量计测量悬浮物或污垢的机会远远多于其他流量计，因此内壁粘附层导致故障的概率相对较高。 如果粘附层的电导率与液体的电导率相近，仪器仍能正常输出信号，但流通面积发生改变，造成测量误差的隐患； 如果是高导电粘合层，电极间电动势会短路； 如果是绝缘粘附层，则电极表面绝缘，测量电路断开。 后两种现象都会导致仪器无法工作。

2.雷击

雷击会在线路中感应出瞬时高压和浪涌电流，如果进入会损坏仪器。 引入雷击损坏仪表的方式有三种：电源线、流量信号线以及传感器和转换器之间的励磁线。 但从雷击故障中受损部位分析，引起故障的感应高压和浪涌电流大部分是从控制室供电线路引入的，其他两条路径较少。 我们还从雷击事故现场了解到，不仅电磁流量计出现故障​​，控制室的其他仪表也经常同时发生雷击事故。 因此，用户必须了解控制室仪表电源线路设置防雷设施的重要性。 目前，许多设计单位已经认识到这一问题并探索解决方案，如齐鲁石化设计院[1]。

3、环境条件的变化

主要原因与上节调试期间的故障环境相同，只是干扰源在调试期间没有出现，而是在运行时再次介入。 例如接地保护不理想的电磁流量计。 调试期间，由于没有工厂干扰源，仪器运行正常。 但在运行期间，出现新的干扰源（如测量点附近的管道或远处的管道焊接）会干扰仪器的正常运行。 工作时，输出信号波动较大。