日本横河电磁流量计工作原理及技术概要

日本横河电磁流量计作为一种目前工业生产中zui为重要液体流量测量仪表，在整个生产领域中占有的比重逐年上升，据相关数据统计显示，目前，在我国冶炼及铸造等行业中，电磁流量计作为检测仪表使用量大约占到了95%之多。电磁流量计其工作来自于19世纪英国伟大的物理学家迈克尔法拉弟发现的的电磁感应效应，电磁感应原理在实际中的应用不仅改变了人类科技的进程，也对于电磁流量计的问世奠定了理论的基础。法拉弟还亲自主持了人类历**次的电磁流量测量实验：通过相关电磁感应装置测量了泰晤士河河水流量。

随着人类科学技术的不断进步，电磁流量计设计制造与测量稳定性和性也出现了飞跃的发展，现在我们在工业生产现场看到的电磁流量计，不仅外观美观精致，测量部件也与当初的产品不可同日而语，加上集成了大容量高速度的计算芯片，所测量的数据已经相当可靠。为了帮助广大用户对电磁流量计有一个正确的认识，能够在选择电磁流量计时有的放矢，对仪表能够做到正确的选型，将结合实际应用，对电磁流量计的工作原理，并针对其实际选位、安装给出相应的注意事项，同时结合其实际故障检修实例，对相关维修规程进行介绍。可以说，电磁流量计在工业流量监测中具有重要作用，技术人员应该不断学习和提升相关技能，为电磁流量计更好的工作、应用推广服务。的应用，如安装选位，及维护和故障检修等做相关阐述。

电磁流量计

一、日本横河电磁流量计的工作原理

当导体于磁场当中进行切割磁感线运动时，两端便会产生相应的感生电动势，即法拉第电磁感应定律。另有导电液体位于垂直于磁场的管内（不具有磁性）流动时，垂直于流动方向上会产生成比例感生电动势，根据右手定则，

E=kBDV

其中，E是感生电动势，V；k是常数；B是磁感应强度，T；D是管的内径，m。

根据电磁流量计的组成结构，可以将其分为变送器、流量传感器两个部分。在管上线分别装有线圈，通电之后，会产生穿过管内部的磁场；另在液体和管壁的接触处有电极装置，能够将产生的感生电动势传送至转换器部位，感生电流由变电器来提供。

二、电磁流量计的科学应用

1.类型的选择

（1）根据zui大流量、流速及口径来选型

当流量达到满程时，液体的流速选择范围很宽，能够介于1至12m/s之间。通常，流速上限不能大于5m/s，流量下限设为1m/s。当电磁流量计用作矿浆、砂石等耐磨性流体时，往往将流速控制在2至3m/s以下，这是出于减少电极、衬板磨损的目的而进行的规定。

通常，电磁流量计产品口径范围在10mm至3000mm之间，在实际工程应用当中，对小口径电磁流量计的使用较多。

（2）根据待测流体的电导率来选型

在实际工业应用当中，电磁流量计是针对导电性被测液体来设计的，其阀门阈值按照相关规定被制定在（5×10-6）至10-4s/cm的范围内，且阈值因电磁流量计的型号而异。

（3）根据待测流体中所含有的混合物来选型

当采用湿法对锌进行冶炼时，浆液中往往含有较多的大颗粒，当这些大颗粒在电极表面摩擦时，会干扰流体的信号稳定性。若以口径为80mm的电磁流量计来做浆液流量、清水的对比试验，那么一般情况下，电磁流量计便会显示出7%至10%内的数值变化，同时配有磁通量感应线圈的仪表误差大约显示在±2%之内。

2.选位及安装

（1）选位注意事项

一般的电磁流量计具有IP65的防护等级，安装选位要注意以下几点：

*，尽可能的躲避阳光直射；第二，保证与水源远离，能够避免雨水的直接淋浸；第三，周围环境温度保证在零下25至10——50℃范围中；第四，与大型变压器、电机等会产生较大电磁场干扰的设备相隔离；第五，防震，避免在震动较大处选位，这一点对于大型的一体化电磁流量计较为重要；第六，与具有腐蚀性的高浓度气体隔绝等。

（2）日本横河电磁流量计安装过程注意事项

a.安装方向：要保证电磁流量计的上游空留大约10D距离，下游空留大约5D直管段。应确保电磁流量计的传感器可水平、倾斜及垂直方向任意活动，而不被阻挡，当对固液两相流体进行测量时，由于水平安装会增大衬板下部的磨损，因此垂直位置安放zui为合适，使其从下向上流动。

b.安装负管压：尽可能在传感器上、下游阀门关闭时，避免流体冷却后出现的收缩现象，因为收缩会使管内压力变为负值。

c.接地：一般情况下，电磁流量计的传感器应单独接地，且接地电阻zui多为100Ω，若出现电解液泄漏对正常测量造成影响，那么要将电磁流量传感器和相连接的电气设备隔离开来。

d.旁路管：要按照有利于电磁流量计传感器清洗的原则来安装。

三、电磁流量计的维护

1.故障原因分析

当发生输出信号超过满程值时，可考虑如下几点原因：

*，电极与传感器之间缺少液体连通，液体发生结晶状况从而引入电干扰；

第二，电缆之间互相断开，引发接线错误；

第三，传感器和变送器之间没有正确配套，引发设定错误。

2.故障解决措施

首先，要判断故障发生的具体位置是在传感器前还是后或仪表处。发生在传感器之前，即信号电缆处（忽略仪表内部发生故障的可能性）；之后，为DCS系统本身或传感器本身。

其次，检查是否电缆包覆完整，电极是否和液体接触充分。通常电磁流量计的信号回路由连接端、电缆、电极间液体及电极等部分组成。不仅要对电路的通与连的状况进行检查，还要对电缆的型号进行仔细核实，保证接触处正确、匹配，并确认绝缘性符合要求。

再次，确认转换器预设值、零点及满量程的准确性。传感器和转换器两者之间的流量、口径和设定参数要一致。

然后，检查下位仪表。若发现信号强度超出量程，则应及时进行电隔离。

另外，排查液体自身引入的电干扰。当不存在几次电流，可以用示波器或万用表检测干扰情况。通常在锌的湿法冶炼中干扰常出现，可以将管线和传感器绝缘处理，保证液体和电极处在相同电位上。

zui后，对变送器自身进行检查。

3.案例说明

某公司的湿法系统中，共有4台电磁流量计用于进行新液流量的测定，在2009年5月购进并安装后经检测，显示指标正常，流量量程较大。但在使用过程中发现，当传感器中的结晶体造成短路现象时，流量量程会越来越小；当传感器中的结晶体不造成短路现象时，流量量程则会逐渐变大。通过分析和检查，专家得出判断，电磁流量计两端的电极接地电阻存在不对称性，因此得出结论，可能为传感器自身发生故障。

2010年3月对电磁流量计停产并检修，技术人员将其内部的测量管拆卸，发现内壁zui后结晶处达30mm之多，且电极表面有大量结晶体覆盖，在清洗之后，电磁流量计运行正常。经推测，发生这一故障的原因为寒冷气候所导致的电磁流量计内部管道结晶堵塞。

当前，电磁流量计种类繁多，在实际工业生产中的应用也较为广泛，对于流量监测的作用愈发突出，并存在着快速的技术更新。总而言之，技术人员唯有牢牢掌握电磁流量计相关技术，把握其发展方向，才能更好地保证其生产应用。