概述

1、电磁流量计的技术进步和场发展

电磁流量计是以法拉第电磁感应定律为依据的流量测量仪表，电磁流量计的技术进步和市场的发展，可归纳用以下几方面说明。

(1)高精确度

低频矩形波励磁、双频励磁、可编程励磁等新的励磁方式，与前期采用的市电工频电研方式相比，提高了传感器输出流量信号的信噪比:先进的集成运算放大器，大幅度降低了件的噪声，采用数字的处理方法等措施，使电磁流量计的测量精确度和性能不提高:进流量感应信号权重函数理论研究，一定程度上解决了管道内流速分布非轴对称流量测量，现代的电磁流量计可能达到土0.2%的示值误差，较过去士1%相对于测量量程的误有很大提高。而且，从主要应用于过程控制的流量检测仪表，到采用示值误差表示，提高了流量计积算精确度，有利于供需双方贸易交接常用的流量计量仪表。

(2)高可靠性、多功能化

电磁流量计零点的变化，主要是交变磁场中涡电流形成二次磁通所引起的。低频矩形励磁能够有效地减少二次磁通的产生，因而零点稳定。矩形波磁场的频率为工频频率的整倍数。信号采样的交流平均值为零，大幅度地抵消了信号中工频干扰的影响。调制的双频励、可编程励磁，能够降低浆液流体测量时电极的电化学噪声影响，提高了传感信号的可靠性和稳定性。高集成度的微电子元器件减少了硬件的故障率，硬，软件的屏蔽技术等措施力地增加了转换器的可靠性。

现代的电磁流量转换电路中嵌入单片计算机，充分利用计算机具有信息储存、分时处理、高速运算和控制能力，比较容易实现诸如双向测量、空管检测、多量程自动切换、人机对话、与上位机通信、自诊断等多功能。新一代具有HART协议和其他现场总线通信的电磁流量计，更为用户实现全新的现场总线生产控制与管理提供了便捷、可靠的条件。

(3)小型化

权重分布磁场电磁流量传感器的磁场线圈，对均匀分布磁场的励磁线圈而言，其长度大大缩短;低频励磁信噪比的提高，使工作磁场的磁感应强度大幅度降低，因而，线圈铁芯尺寸能大大减小，传感器长度得以缩短。传感器和转换器合二为一的一体型结构，更能降低电磁流量计的制造成本。

(4)低能耗

低频矩形波励磁的磁场大部分时间工作在直流状态，铁芯的锅电流损失小，碰感应领w的降低，使电碰流量计的能耗也大幅度地降低。现在，一般型电磁流量计的电耗在10-20W以内、直流24V电压供电的二线制电磁流量计，包括励磁电流和信号输出仅为有20mA，更有甚者，消耗功率仪2mW，用锂电池供电可使用十年，如同水表那样，在无交流电场合下使用的电磁水表也在普及之中。

(5)适用范围和市场范围的扩大

现代电子技术的发展和新型绝缘材料、磁性材料的不断涌现，有条件制造出不同形式的电磁流量计、可以解决测量介质对电极的腐迪、污染，电容式电磁流量计能解决介质电低至1jS/m的流体测量，以代替传统的机械式容积流量计，用来测量纯水、制糖脱盐和含有油分等低电导率流体。

一体型、二线制、防爆型、高压型、具有现场总线数字通信功能的电破流量计，在工、石油、钢铁、冶金等工业生产过程自动控制中越来越受欢迎。

利用节流装置和电磁流量计相结合原理的潜水电磁流量计用来测量明渠流量，非满管流量测量的电磁流量计也是近几年来流量仪表发展的热门产品，在今天环境保护和节水节管日益为人类社会重视的条件下、插人式流量计、流速计在明渠、暗渠水、河道水及污水翻发挥着重大作用。

食品工业、饮料、制药生产要求短的测量时间和定量批量罐装:造纸、矿浆等浆液及脉动流量的测量，要求反应速度快，需要解决直流极化电压的尖状噪声所引起测盘抖动现象.高频励碰、双频励磁电磁流量计则能发挥其作用。突破电磁流量计仅能测量导电性液体的论，非导电性液体电磁流量计的理论研究和试验，亦进人产品开发阶段。总之，新的使用领域不断扩展，促使电磁流量计不断地发展和技术进步。

2术语

①电磁流量计电磁流量计由以下所述的传感器和转换器组成。

a.器下分组成的置:被测流量的液体和对电绝缘的测量管，在测量管直径上相对安装的、用于测量液体中产生信号的一对以上的电极，以及使测量管内产生磁场的励磁线圈和铁芯。传感器输出与流量成正比的信号电动势。

b.转换器由具有以下功能的电路组成:从传感器的电极检测出流量信号电动势，并转换成与流量成正比的输出信号。有的转换器是与传感器构成一体化结构型式。

②测量管(通常称为导管)被测流体流过传感器的管道部分。这段管道的内部表面通常与电气绝缘。测量管的口径和端面间距尺寸如下。

a.口径:连接传感器的配管公称通径。往往用连接法兰的公称通径来表示。

b.端面间距尺寸:传感器管轴方向上法兰连接端面之间的尺寸。带有衬里或接液环的测量管，也包括这些部件的厚度。

③电极为取出电动势的一对以上的导电体或电容耦合导电板。

④衬里在传感器中直接接触被测流体的测量管内表面上涂敷的一层较厚的绝缘膜。包括绝缘性测量管。

⑤接液环(也称接地环)为使传感器和被测流体保持相同电位的环状导电体。

⑥电极电压电极间的总电动势，包括流量信号的电位差以及同相干扰、磁通微分干

扰(正交干扰)、共模干扰等与流量无关的噪声。

a.信号电动势:电同产生的与流量成正比的电压。

b.同相干扰，与流量信号相同，但不随流量变化的电极电压成分。

c磁通微分干扰:由磁通微分而产生的电极电压成分，具有与流量信号成90”的相位差。如用工频市电励磁，常称为正交干扰。

d.与电位之间存在的性相同、幅度相等的电压。⑦输出信号由转换器输出的、与流量成正比的信号。

⑧传感器常数(特征系数)传感器固有的常数。相当于在1m/s流速下，将励磁电流取一定值时的信号电动势，或产生一定电动势时的励磁电流。

⑨满量程流量与最大输出相对应的流量。

⑩满量程流速与最大输出相对应的流速。

币额定精确度在参比工作条件下，电磁流量计所允许的误差限。

3特点

依其原理与结构，电磁流量计有以下优点。

①测量量测量不受流的密度、温度、压力、黏度、雷诺数以及在一定范内电导率的变化影响。

②在管路中，传感器无活动部件，无压力损失，可靠性高。

③测量范围大。同一口径传感器，满量程流速可在0.3~15m/s范围内任意调整，每个量程的下限可测量到2%，因此，范围度达:1以上。一般传感器口径从3mm~31所以其测量流量范围很大。

④可测固液两相流

⑤原理上流量信号是线性的。与其他流量计相比测量精确度高，可达指示值的士0.2%~±0.5%。

⑥具有橡胶、氟塑料或工业陶瓷等材料衬里，可测量腐蚀性流体。

⑦反应速度快，可测脉动流量。

⑧可测正、反两个方向的流动流体。

缺点如下:

①电磁流量计不能测量气体和石油、石油制品以及有机溶剂等不导电的液体。②测量的是体积流量，不能测量质量流量。

③当液体中混入气泡时，混入的气泡是少量的且是均匀混人在液体中，测得的体积流量是包含气泡在内的体积流量。

④衬里材料、电极密封和磁场对温度有限制，通常°以上的高温液体不能测量。

⑤对于高速的脉动流体测量，有一定的脉动频率限制。

⑥目前，液体的电导率有一定测量下限值。