电磁流量计的选型和使用

电磁流量计的选型和使用

曹增辉崔晨

天津市禾厘油气技术有限公司天津300450

摘要：在流量测量仪表中，电磁流量计结构牢固可靠，不受流体介质的物性参数变化影响，特别适用于带有悬浮物、固体颗粒等液体，被广泛应用于石油行业中。

关键词：电磁流量计、电极、衬里、传感器

引言

在石油化工行业中，流体流量是检测与控制最常见的参数之一，它直接关系到生产过程的质量与安全。目前市场上流量计多种多样，如电磁式流量计、孔板流量计、涡轮流量计、质量流量计、涡街流量计等。其中电磁流量计以其独特的优势，在石油化工行业中得到了广泛的应用。本文主要介绍了电磁流量计的工作原理、结构组成、仪表选型、优缺点、现场安装等一些问题。

1、工作原理

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律来测量管道内流体流量的测量装置。电磁流量计通过励磁系统产生电磁场，当可导电流体在管道中流动时，导体在磁场中切割磁力线产生电动势。电动势大小与流体的流速成正比，并通过电极将电压信号引至电路中的转换器，通过转换器转换成标准信号，从而测得流量。

2、结构组成和材质选择

2、1结构组成

电磁流量计由传感器、转换器和流量显示仪三部分组成。其中传感器又分为测量管、励磁系统、电极和壳体几个部分。

2、2材质选择

电磁流量计材质的选择主要是对直接和流体介质接触的电极和衬里材质的选择，它直接影响到流量计的精度和使用寿命。电磁流量计工作的基本条件之一是，测量管内壁除电极外，其余地方垂直于介质运动方向的电流应为零。为满足这一条件，通常将导电的金属测量管内壁和法兰端面衬以绝缘衬里，以防止感应信号电压被金属管短路。由此可见根据不同介质选择不同材质的电极和绝缘衬里尤为重要。

（1）电极材质的选择

（2）衬里材质的选择

表（2）

3、量程范围的确定

一般工业用电磁流量计被测介质流速以2～4m/s为宜，在特殊情况下，最低流速应不小于0.5m/s，最高应不大于 10m/s。若介质中含有固体颗粒，常用流速应小于3m/s，防止衬里和电极的过分磨擦；对于粘滞流体，流速可选择大于2m/s，较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用，有利于提高测量精度。

在量程Q已确定的条件下，即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小，其值由下式计算：

Q=πD2V/4

Q:流量（㎡/h） D:管道内径 V：流速（m/h）

电磁流量计的量程Q应大于预计的最大流量值，而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50%为宜。

4、电磁流量计的优缺点

4、1 优点

（1）电磁流量计传感器结构牢固可靠，无可动部件，亦没有阻碍流体流动的节流件，不会堵塞，因此特别适用于带有悬浮物、固体颗粒、纤维等的泥浆、纸浆、矿浆、污水等的测量。

（2）传感器便于清洗、消毒，在食品、生物制药等工业中用于玉米浆、果酱、糖浆、药浆或血液等特殊介质的测量。

（3）电磁流量计不受流体组分及密度、粘度、压力、温度、导电率变化等的影响。

（4）测量范围度大（20:1～40:1），且可任意改变量程。满刻度流速一般在0.5～10m/S 内选定。

(５) 电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，而且线性好，因此可以将测量信号直接用转换器线性的转换成标准信号输出。

4、2 缺点

（1）电磁流量计使用温度和压力不能太高，具体使用温度与管道衬里的裁量发生膨胀、变形、变质的温度有关，一般不超过120℃；最高使用压力取决于管道强度、电极部分的密封情况以及法兰规格等，一般使用压力不超过1.6MPa。

（2）应用范围有限。电磁流量计不能用来测量气体、蒸汽和石油制品等非导电流体的流量。

（3）当速度过低时，要把与干扰信号相同数量级的感应电动势进行放大和测量是比较困难的，而且仪表也容易产生零点漂移，因此电磁流量计的满量程的流速一般不低于

0.5m/s。

（4）流速与速度分布不均匀时，将产生较大的测量误差，因此，在电磁流量计前必须有一个适当长度的直管段，以消除各种局部阻力对流速分布对称性的影响。

5、电磁流量计的安装及注意问题

（1）电磁流量计的传感器和转换器是成套包装，配套使用，不可随意更换。

（2）电磁流量计的使用条件是流经测量管道内的液体必须处在充满状况，否则会影响测量精度。传感器安装位置应优选在垂直管道上，且垂直管道内液体必须是自下而上流动。

（3）电磁流量计不可安装在工艺管道最高水平管段上，管段最高处易集聚气体。

（4）电磁流量计在水平或倾斜工艺管道上安装，上游侧直管段一般不小于5D,下游直管段一般不小于2D。D为管道管道内径。

（5）若电磁流量计测量管内有防腐衬里，不可在负压状态下工作或泵吸入口管道上安装。

（6）电磁流量计安装位置应远离强磁场，安装位置附近应无动力设备或磁力启动器等。

（7）电磁流量计在水平或倾斜工艺管道上安装时，其两只检测电极抗应处于水平位置，不应处于工艺管道的正上方或正下方位置。

（8）电磁流量计必须有良好的接地，以减少干扰信号引入。

结束语

相信，随着科技发展，技术改进，电磁流量计会在石油化工行业中得到越来越广泛的应用。

参考文献

1 杨根生，林辉渝流量测量仪表北京：机械工业出版社，1986

2 周庆，王磊实用流量仪表的原理及其应用北京：国防工业出版社，2003

3 陈洪全，岳智仪表工程施工手册北京：北京工业出版社，2005