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電磁流量計(jì)在結(jié)構(gòu)上一般由電磁流量傳感器和電磁流量轉(zhuǎn)換器兩部分組成，如圖7-1所示,。一般情況下,，傳感器和轉(zhuǎn)換器是分體的，傳感器安裝在生產(chǎn)過程工藝管道上感受流量信號(hào),；轉(zhuǎn)換器將傳感器送來的流量信號(hào)進(jìn)行放大,，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，以便進(jìn)行顯示,、記錄,、積算和調(diào)節(jié)控制。也有的電磁流量計(jì)將轉(zhuǎn)換器和傳感器裝在一起,，組成一體型電磁流量計(jì),，可就地顯示和遠(yuǎn)傳顯示和控制。

電磁流量傳感器

電磁流量傳感器主要由測(cè)量管組件,、磁路系統(tǒng),、電極及干擾調(diào)整機(jī)構(gòu)等部分組成。為了使傳感器穩(wěn)定可靠地工作，準(zhǔn)確地感受流量信號(hào),，傳感器應(yīng)滿足如下要求,。

1）能提供一個(gè)足夠大的且與流量成正比的電勢(shì)信號(hào)；

2）能把干擾信號(hào)抑制到小程度,，使信噪比足夠大,；

3）能適應(yīng)惡劣環(huán)境條件，工作可靠,。

一,、測(cè)量管組件

測(cè)量管位于傳感器中心，兩端帶有連接法蘭或其他形式的連接裝置,，被測(cè)流體通過測(cè)量管,。

為了讓磁力線能順利地穿過測(cè)量管進(jìn)入被測(cè)介質(zhì)，首先,，測(cè)量管必須由非導(dǎo)磁材料制成,；其次，為了減小電渦流,，測(cè)量管一般應(yīng)選用高阻抗材料,，在滿足強(qiáng)度要求的前提下，管壁應(yīng)盡量??；第三，為了防止電極上的流量信號(hào)被金屬管壁所短路,，所以在測(cè)量管內(nèi)側(cè)應(yīng)有一完整的絕緣襯里。襯里材料應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì),，選擇有耐腐蝕,，耐磨損，耐高溫等性能的材料,，如聚四氟乙烯,、耐酸橡膠等。

所以,，測(cè)量管組件就是一根內(nèi)部襯有絕緣材料的高阻抗非磁性材料制成的直管段,。

常用絕緣內(nèi)襯材料性能及適用范圍：

1.名稱：聚三氟乙烯

  性能：化學(xué)性能穩(wěn)定，僅次于聚四氟乙烯,，但耐磨性能差

  高工作溫度/℃：100℃

  適用液體：水,、酸溶液

2.名稱：聚四氟乙烯（F-4）

  性能：化學(xué)性能很穩(wěn)定，但粘結(jié)性能差,，與金屬測(cè)量管很難粘接,，耐磨性能也不好

  高工作溫度/℃：250℃

  適用液體：腐蝕性強(qiáng)的濃酸、堿,、鹽溶液

3.名稱：四氟乙烯和六氟丙烯（F-46）

  性能：化學(xué)耐腐性略遜于F-4,，但與金屬測(cè)量管有較強(qiáng)接合力,，可用于負(fù)壓

  適用液體：腐蝕性酸、堿,、鹽溶液

4.名稱：四氟乙烯和乙烯（F-40）

  性能：化學(xué)耐腐性略遜于F-4,，但與金屬測(cè)量管有較強(qiáng)接合力，可用于負(fù)壓

  適用液體：腐蝕性酸,、堿,、鹽溶液

5.名稱：聚氨酯橡膠

  性能：耐磨性能好，但耐酸堿性能差

  高工作溫度/℃：70℃

  適用液體：水泥漿,、紙漿類液體

6.名稱：氯丁橡膠

  性能：彈性好,，耐磨、耐腐蝕,，抗沖擊性能好,，成本也比較低

  高工作溫度/℃：70℃

  適用液體：水泥漿、礦漿,、稀酸流體

7.名稱：耐酸搪瓷

  性能：耐除,、磷酸以外的其它酸類和溶劑，有一定耐堿性,，抗沖擊性差

  高工作溫度/℃：180℃

  適用液體：一般酸,、堿、腐蝕性液體

8.名稱：陶瓷

  性能：有*的耐磨性,，且有很好的耐各種強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿的腐蝕性，但性脆易碎,，應(yīng)防溫度劇變

  高工作溫度/℃：180℃

  適用液體：具有腐蝕性的礦漿

9.名稱：耐酸橡膠

  性能：耐60℃以下任何濃度的鹽酸,、草酸、磷酸及50%的硫酸,、NaOH,、KOH等，但忌強(qiáng)氧化劑

  高工作溫度/℃：60℃

  適用液體：一般酸,、堿,、鹽水溶液

二、磁路系統(tǒng)

磁路系統(tǒng)主要包括勵(lì)磁繞組和鐵心,，用以產(chǎn)生勵(lì)磁方式所規(guī)定波形的磁場(chǎng),。一般工業(yè)用電磁流量計(jì)的磁場(chǎng)大都用電磁鐵產(chǎn)生，磁場(chǎng)電源由轉(zhuǎn)換器提供,。產(chǎn)生磁場(chǎng)的勵(lì)磁繞組和鐵心,、磁軛的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)測(cè)量管口徑的不同，一般有以下三種常用結(jié)構(gòu)形式。

（1）變壓器鐵心式

測(cè)量管口徑小于10mm的傳感器一般采用這種結(jié)構(gòu),，如圖7-7所示,。

這種結(jié)構(gòu)通過測(cè)量管的磁通較大，在同樣的流速下可得到較大的感應(yīng)電勢(shì),。當(dāng)口徑較大時(shí),，由于兩電極間的距離較大，空間間隙也較大,，漏磁磁通將明顯增加,，電干擾較嚴(yán)重，使儀表工作不夠穩(wěn)定,。而且大口徑管道采用變壓器鐵心式時(shí),，傳感器的體積和重量都將大大增加，制造和維護(hù)都有一定困難,。

（2）集中繞組式

集中繞組式一般用于口徑在10mm到100mm的電磁流量傳感器,。這種方式的勵(lì)磁繞組被制成兩只無骨架的馬鞍形線圈，分別安裝在測(cè)量管的上下兩側(cè),。外圍加一層用0.3～0.4mm厚的硅鋼片制成的磁軛,。為了保證磁場(chǎng)均勻，在勵(lì)磁繞組中間加了一對(duì)極靴,，如圖7-8所示,。

（3）分段繞組式

當(dāng)傳感器口徑大于100mm時(shí)，一般采用分段繞組式,，如圖7-9所示,。馬鞍形的勵(lì)磁線圈按余弦分布規(guī)律繞制，靠近電極部分的線圈繞得密一些,，遠(yuǎn)離電極部分的線圈繞得稀一些,，以得到均勻磁場(chǎng)。線圈外加一層磁軛,，但無需極靴。按此分段繞制的鞍形勵(lì)磁線圈放在測(cè)量管上下兩側(cè),，使磁感應(yīng)密度與管道橫截面平行,，以保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。

分段繞組式勵(lì)磁系統(tǒng)可以減小流量計(jì)體積,，保證磁場(chǎng)均勻,，所以已被普遍采用。
 

三,、電極

傳感器的電極安裝在與磁場(chǎng)垂直的測(cè)量管兩側(cè)管壁上,，它的作用是把被測(cè)介質(zhì)切割磁力線所產(chǎn)生的電勢(shì)信號(hào)（流量信號(hào)）引出，因此電極一般需直接與被測(cè)介質(zhì)接觸，其典型結(jié)構(gòu)如圖7-10所示,。

特殊情況下,，為避免電極污染，可采用電容檢測(cè)型電磁流量計(jì),，將電極置于測(cè)量管襯里外,，不與流體介質(zhì)直接接觸，所以有時(shí)也稱其為無電極電磁流量計(jì),。

無電極電磁流量計(jì)可用來測(cè)量電導(dǎo)率很低的（5×10-8S/cm）液體,、漿液、渣液,、泥漿等的流量,。其電容電極處于測(cè)量管襯里背后，不與被測(cè)流體接觸,。每個(gè)電極板和與其相對(duì)的測(cè)量管內(nèi)壁形成一個(gè)電容,，在該內(nèi)壁上存在信號(hào)電位。流量計(jì)襯里材料正好是兩個(gè)極板電容器的電介質(zhì),。與流量成正比的測(cè)量信號(hào)被送到與此兩個(gè)電容器相連的前置放大器進(jìn)行放大處理,，輸出流量值。
 

電極材料按被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性而決定,，但必須是非磁性導(dǎo)電材料,。目前比較常用的是耐酸不銹鋼材料（1Cr18Ni9Ti）、含鉬不銹鋼（1Cr18Ni12Mo2Ti）,，用于一般工業(yè)用水,、廢水污水流量計(jì)和弱腐蝕性酸堿鹽液體，價(jià)格也較低,；哈氏合金（耐酸鎳基合金）B可用于鹽酸及其它非氧化性酸和非氧化性鹽液體,；哈氏合金C可用于氧化性酸和氧化性鹽液及氧化劑。也可選用鈦,、鉭,、鉑銥合金等作為電極材料，這些貴金屬有較好的耐腐蝕性,。鈦能耐海水,、各種氯化物，次氯酸鹽,、氧化性酸等,，但不耐還原性酸；鉭有和玻璃相似的耐腐蝕性,，除,、發(fā)煙磷酸,、堿外，能耐化學(xué)介質(zhì)的面很廣,；鉑銥合金對(duì)各種酸,、堿、鹽液有很好的耐腐蝕性,，但也有一些不耐腐蝕的化學(xué)介質(zhì),，使用時(shí)應(yīng)注意。貴金屬電極價(jià)格昂貴,，尤其以鉑銥合金為,。
 

近幾年人們又提出平衡電極平面（BEP）的概念，這是用于電磁流量計(jì)的新技術(shù),。所謂BEP是Balanced Electrode Plane的縮寫,，在BEP設(shè)計(jì)中，有兩個(gè)位于同一平面內(nèi)的接地電極,，它們與檢測(cè)電極成90°角（如圖7-11所示）,。

勵(lì)磁線圈的幾何形狀產(chǎn)生一個(gè)均勻的磁場(chǎng)，它垂直于管道在檢測(cè)電極平面內(nèi)的主徑,。這樣做有幾個(gè)好處,，首先，消除了外部接地環(huán),；其次,，整個(gè)測(cè)量平均速度的過程都被限制在平衡電極平面之內(nèi)進(jìn)行；第三,，電氣噪音干擾被*消除,。由于磁場(chǎng)是均勻的，液體又是在它流過平衡電極平面的瞬時(shí)被測(cè)量的,，因此,，BEP能提供更加的測(cè)量結(jié)果。
 

干擾調(diào)整機(jī)構(gòu)

對(duì)于正弦波勵(lì)磁的電磁流量計(jì),，傳感器應(yīng)有干擾調(diào)整機(jī)構(gòu),。它實(shí)際上是一個(gè)“變壓器調(diào)零”裝置，可以抑制由于“變壓器效應(yīng)”而產(chǎn)生的正交干擾,。
 

常用電極材料及使用范圍

1.電極材料：耐酸不銹鋼材料（1Cr18Ni9Ti）,、含鉬不銹鋼（1Cr18Ni12Mo2Ti）（相當(dāng)于316L）

  特點(diǎn)及使用范圍：主要用于生活工業(yè)用水、原水,、下水、廢污水,、稀酸,、稀堿等弱腐蝕性酸,、堿、鹽液體

2.電極材料：哈氏合金B(yǎng)

  特點(diǎn)及使用范圍：適用于低濃度鹽酸等非氧化性酸和非氧化性鹽液,，硝酸等氧化性酸不適用

3.電極材料：哈氏合金C

  特點(diǎn)及使用范圍：適用于常溫硝酸,、其他氧化性酸、氧化性鹽液等,，鹽酸等,，還原性酸和氯化物不適用

4.電極材料：鈦

  特點(diǎn)及使用范圍：耐腐蝕性略優(yōu)于耐酸剛，對(duì)氯化物,、次氯酸鹽,、海水有優(yōu)良的耐腐蝕性，對(duì)常溫硝酸等氧化性酸有耐腐蝕性,，鹽酸,、硫酸等還原性酸不適用

5.電極材料：鉭

  特點(diǎn)及使用范圍：具有和玻璃相似的*耐腐蝕性，除,、發(fā)煙硫酸等少數(shù)酸外,，適用于大部分酸液，氫氧化鈉等堿液不適用

6.電極材料：鉑,、鉑銥合金

  特點(diǎn)及使用范圍：對(duì)幾乎所有的酸堿液耐腐蝕,，王水、銨鹽等少數(shù)介質(zhì)不適用,，價(jià)格昂貴

7.電極材料：碳化鎢硬質(zhì)合金

  特點(diǎn)及使用范圍：漿液電極材料,，可降低漿液噪聲，耐腐蝕性較差,，腐蝕性液體不適用

8.電極材料：導(dǎo)電橡膠,、導(dǎo)電氟塑料

  特點(diǎn)及使用范圍：低噪聲電極材料，可抗?jié){液噪聲和流動(dòng)噪聲,，導(dǎo)電氟塑料耐化學(xué)品性能好