0引言(yan)
　　電磁流量計(ji)（以下簡稱EMF）是(shi)利用法拉第(dì)電磁感應定(ding)律制成的一(yī)種測⭐量導電(diàn)📐液體體積流(liu)量的儀表。50年(nián)代初電磁流(liú)🚩量計實現了(le)工業化應用(yòng)，近年來世界(jie)範圍電磁流(liu)量計産量約(yuē)占🥰工業流量(liang)儀表台數的(de)5%～6.5%。
1電磁流量計(jì)的原理
1.1電磁(ci)流量計的工(gong)作原理
　　電磁(ci)流量計的基(ji)本原理是法(fa)拉第電磁感(gan)應定律[1]，即導(dao)體在磁場中(zhong)切割磁力線(xiàn)運動時，在導(dao)體兩端會感(gan)應一個與磁(cí)場方向和導(dao)體運動方向(xiang)相互垂直的(de)感應電動勢(shi)。感應✏️電動勢(shi)的大小與感(gan)應強度✍️和運(yun)動速度成正(zheng)比✉️。導電性液(ye)體在垂直于(yú)磁場的非磁(cí)性測量管内(nèi)流動，與流動(dong)方向垂✉️直的(de)方向上🌈産生(shēng)與流量成比(bǐ)例的感應電(diàn)勢，其值如下(xià)式：
E=K×B×D×V
式中E-----感應(yīng)電動勢，即流(liú)量信号，V。
K-----傳感(gǎn)器的修正系(xi)數。
B-----磁感應強(qiáng)度，T。
D----電極間距(jù)及測量管内(nèi)徑，m。
V----導電介質(zhì)的平均流速(su)，m/s。

　　感應電動勢(shì)“E”是通過裝在(zài)内管道壁上(shàng)的兩個電極(jí)👉來🏃🏻檢測的，并(bìng)👈通過連接在(zai)電極上的引(yin)線将感應到(dào)的“E”信♍号傳至(zhì)轉換器的信(xin)号處理單元(yuan)，将信号進行(háng)放大，通過單(dān)片機進行處(chu)理,實現流量(liang)🔱、流速的顯示(shi)，并轉換爲統(tong)一的、标準的(de)電流信号、頻(pin)率信号以及(jí)所需要的各(ge)種報警信号(hào)輸出，随着通(tong)訊技術的發(fā)展，電磁流量(liang)計也正在從(cong)單機儀表逐(zhú)步走向網絡(luò)化儀表的過(guò)渡，可方便的(de)㊙️實現遠程調(diao)試，監測及工(gōng)🐇業過程自動(dong)化處理。
1.2電磁(cí)流量計的組(zu)成
　　電磁流量(liang)計主要由電(dian)磁流量傳感(gan)器和電磁流(liu)量轉換器組(zǔ)成，連接方式(shì)分爲一體型(xing)電磁流量計(ji)和分體型電(diàn)磁流量計。傳(chuán)感器安裝在(zai)所測介質的(de)管道上，将導(dǎo)電介質的流(liú)📞速（流量）線㊙️性(xìng)的變換成感(gan)應電勢“E”信号(hào)。
轉換器向傳(chuán)感器提供工(gōng)作磁場的勵(lì)磁電流，并接(jie)受感應電勢(shì)🔞信号，并将信(xìn)号進行一系(xì)列的處理，轉(zhuan)💞換成電流❗、頻(pin)率信号輸出(chū)。
1.2.1電磁流量傳(chuán)感器
電磁流(liú)量傳感器的(de)形式主要由(you)勵磁方式決(jué)定，一般由4部(bu)分👅組成。
1）測量(liang)管：被測介質(zhi)流過的通道(dao)。一般由内襯(chèn)絕緣襯裏的(de)非導磁材料(liao)、非導磁性金(jin)屬管子（通常(cháng)使用不鏽鋼(gāng)）構成。
2）工作磁(cí)場：由勵磁線(xian)圈通電産生(sheng)。勵磁系統主(zhu)要由勵磁線(xian)圈、極靴闆、磁(ci)轭等構成；勵(lì)磁線圈通電(dian)後産生恒定(dìng)的磁場，其直(zhí)接安裝在導(dao)管上，并與電(diàn)極軸線垂直(zhi)，磁場的分布(bù)将會影響到(dao)電磁流量的(de)線性和重複(fu)性♌。磁轭是使(shǐ)🌂磁力線均勻(yún)的分布🏃🏻‍♂️到電(dian)極軸🏃‍♀️線的垂(chui)直面上，以提(ti)高傳感器的(de)測量精度和(he)測量💛穩定性(xìng)。
3）信号檢測部(bù)分：包括電極(ji)、電極引出線(xiàn)、電極屏蔽罩(zhào)和接🎯線💰端💔子(zǐ)👌盒等；電極直(zhí)接與被測介(jie)質接觸，感應(yīng)電壓🐅信号通(tong)過電極💋輸出(chu)到轉換器的(de)信号處理單(dan)元。
4）殼體：起磁(cí)路與外界隔(ge)離、保護作用(yong)。
1.2.2電磁流量轉(zhuǎn)換器
　　傳感器(qi)産生的電極(jí)信号或測得(de)的電壓,其數(shù)值(或信🔞号🌏)極(ji)✍️其微弱,通常(cháng)爲μV到mV,并且幹(gan)擾成分相當(dāng)複雜，信号🐉幅(fu)度直接🌏受到(dào)磁場✍️變動的(de)影響，故感應(ying)信号不能直(zhí)💔接用于✊流量(liàng)的♊顯示。而轉(zhuan)換器❗的任務(wù)是将傳感器(qì)測得的信号(hao)進行濾波、整(zhěng)形、放大，提取(qu)真正✌️反應流(liu)速大小的電(diàn)壓信🆚号，這個(gè)信号通過A/D轉(zhuan)換成💋計算機(jī)可以直接處(chu)理的數字信(xin)号。
　　轉換器一(yi)般由低頻矩(jǔ)形波（雙頻、高(gao)頻）恒流源勵(li)磁電路、差動(dong)前👨‍❤️‍👨置放大器(qi)、主放大器、同(tong)步采樣和保(bǎo)持電路、模拟(nǐ)電流輸出和(hé)頻率輸出及(jí)流量積算的(de)變換電路、CPU與(yu)外圍存儲器(qi)、鍵盤顯示驅(qū)動和數字通(tong)訊電路、輔助(zhù)⛹🏻‍♀️功能如勵磁(ci)報警、空管報(bao)警電路、電源(yuan)電路等。轉換(huàn)器的一般輸(shu)出類型有4mA～20mA輸(shu)出、頻率/脈沖(chòng)輸出及上下(xià)限和異常報(bào)警輸出☂️等。它(tā)還可以通過(guò)相應的數字(zì)接口如：RS485、HART通訊(xun)、PROFIBUS-PA（現場總線）傳(chuan)遞數字信号(hào)，直接☀️用于過(guo)程系統當👌中(zhōng)。轉換器的類(lei)型從勵磁方(fang)法上可分爲(wei)恒流源勵磁(cí)和磁場變動(dong)補償方式，一(yi)般常用的是(shì)恒流源勵磁(ci)，它爲勵磁線(xian)圈提⭕供一個(ge)恒定的電流(liu)。現在的電磁(ci)流量計通常(chang)采用直流脈(mò)沖方波勵磁(ci)，以保證電磁(cí)流量計📧的低(dī)功耗。
1.3電磁流(liú)量計的特點(diǎn)
優點：
結構簡(jiǎn)單，電磁流量(liàng)計的測量通(tōng)道是一段無(wu)阻流檢❗測件(jiàn)的光滑直管(guan)，因不易阻塞(sāi)适用于測量(liang)含有固體顆(ke)粒或纖維的(de)👅液固二相流(liú)體，如紙漿、煤(méi)水漿、礦漿、泥(ní)🐪漿和污水等(děng)。
電磁流量計(ji)因其沒有節(jiē)流件，被測介(jiè)質在傳感器(qì)測♍量管道内(nèi)流動時，不産(chan)生因檢測流(liu)量所形成的(de)壓力👨‍❤️‍👨損失，僅(jin)消🏃‍♂️耗10W～20W的電功(gōng)率，節能效果(guo)顯著，對于要(yào)求低阻力損(sǔn)失的大管徑(jing)供水管道最(zuì)🌈爲适合。
電磁(cí)流量計所測(cè)得的體積流(liú)量，實際上不(bú)受流體密度(du)、粘🎯度、溫度、壓(yā)力和電導率(lü)（隻要在某阈(yu)值以上）變化(hua)♻️明顯的影✏️響(xiǎng)。
電磁流量計(ji)測量範圍度(dù)大，無起始流(liú)量的限制，可(kě)以測🌍量接🐉近(jìn)于零的及小(xiao)流量，對于同(tong)一口徑的傳(chuán)感器，滿量程(chéng)流速在15m/s以下(xia)任意設定，可(kě)選流量範圍(wéi)寬。
電磁流量(liang)計的口徑範(fàn)圍比其他品(pin)種流量儀表(biǎo)寬❄️，從幾毫米(mǐ)到3m。可測正反(fan)雙向流量，儀(yi)表輸出本質(zhi)上是線性的(de)💃，在保證直管(guǎn)段的前提下(xià)具有相同的(de)測量精度。
耐(nai)腐蝕性能好(hǎo)，易于選擇與(yu)流體接觸件(jiàn)的材料品種(zhǒng)👄，可🏃🏻‍♂️應用于😄腐(fǔ)蝕性流體。
缺(que)點：
電磁流量(liàng)計不能測量(liang)電導率很低(di)的液體，一般(bān)電導✉️率在5μS/cm以(yi)下的介質，如(ru)石油制品和(he)有機溶劑等(deng)。不能測量氣(qì)體、蒸汽和含(han)有較多較大(da)氣泡的液體(ti)[2]。
通用型電磁(cí)流量計由于(yu)襯裏材料和(he)電氣絕緣材(cái)料限制，不能(neng)用于較🍓高溫(wen)度的液體；有(yǒu)些型号儀表(biao)用于過低于(yú)室溫的液體(ti)，因測量管外(wai)凝露（或霜）而(ér)破壞絕緣。
2電(dian)磁流量計的(de)應用
　　電磁流(liu)量計應用領(ling)域廣泛，大口(kou)徑儀表較多(duo)應用于給排(pái)水工程。中小(xiǎo)口徑常用于(yú)難測流體或(huo)高要求場所(suo)，如：測量造紙(zhi)工業🐉紙漿液(ye)和黑液、有色(se)冶金🌈業的礦(kuàng)漿、選煤廠的(de)煤漿、化學工(gong)業的強腐蝕(shi)液等。小口徑(jìng)、微小口徑常(cháng)用于醫藥工(gong)業、食品🈲工業(ye)、生物❗工程等(děng)有衛生要求(qiu)的場所[3]。
3電磁(cí)流量計的整(zhěng)機裝配與檢(jian)測
3.1電磁流量(liàng)轉換器的檢(jian)測
　　檢查購進(jin)的電磁流量(liàng)轉換器的整(zheng)體性能和技(ji)術指标是否(fǒu)☎️符合設計标(biāo)準，所使用的(de)儀器：台式電(diàn)流表、頻率計(jì)、萬用表、電磁(ci)流🔴量計模拟(ni)信号器。按照(zhào)企業标準和(he)外購轉換器(qì)🌍的技術協議(yì)，對👅轉換器進(jìn)行✔️複檢，檢驗(yan)的内容如下(xià)。
3.1.1對于RPmag60系列及(ji)智能型電磁(ci)流量計轉換(huàn)器需查
---外觀(guān)檢查
裝配合(hé)理，電路闆焊(hàn)接符合标準(zhun)，液晶顯示闆(pan)無較明顯的(de)劃痕。
---功能性(xing)檢查
首先輸(shu)入用戶密碼(mǎ)，檢查儀表是(shi)否能設置和(he)調整。主要檢(jian)查項目如下(xia)：測量管道口(kou)徑、儀表量程(chéng)設置、測量阻(zu)尼時間、測量(liàng)方向設定、流(liu)量零點修正(zhèng)、小信号切除(chú)點、流量🔞積算(suàn)顯示、電流輸(shu)出類型、脈沖(chòng)輸出方式、脈(mo)沖單位當量(liàng)、頻率輸出範(fan)圍、空管報警(jǐng)允許、空管報(bào)警阈值、上、下(xia)限報警允許(xǔ)、上、下限報警(jing)數值🚩、傳感器(qì)系數值、勵磁(ci)方式選擇、流(liú)量标定系數(shù)、儀表計算系(xi)數、電流零點(diǎn)修正、電流滿(man)度修正、出廠(chang)标定系數。
---技(ji)術指标檢查(chá)
用頻率計和(hé)萬用表觀察(chá)輸出頻率和(hé)輸出電流是(shi)否與🐅模拟信(xin)号器輸入的(de)流速信号一(yī)緻，并與轉換(huàn)🏃🏻‍♂️器的原始記(jì)錄一緻。
以上(shang)各項合格之(zhī)後，将轉換器(qi)接上模拟信(xìn)号源，通電🐉進(jìn)行老化，時間(jian)爲168h。
3.1.2對于電磁(cí)流量計轉換(huàn)器（SITRANS
FM系列轉換(huàn)器）需查
---外觀(guān)檢查
記下轉(zhuan)換器的類型(xing)（MLFB編号），轉換器(qi)的系列号。
---計(ji)量性能檢查(cha)
轉換器接收(shōu)信号端與模(mó)拟流量信号(hào)發生器相連(lián)，接收勵🌍磁信(xin)号的兩個接(jie)收端與模拟(ni)流量信号發(fā)生器對應端(duan)相連，模💜拟流(liu)量信号發生(shēng)器一般使用(yòng)1.55m/s，内部程序寫(xie)入✉️爲DN50；轉換器(qì)的流量顯示(shì)值是否和模(mo)拟流量信号(hào)發生器設置(zhì)的流量一緻(zhì)。
---轉換器的标(biao)識檢查
接通(tong)電源，查看轉(zhuǎn)換器MLFB編碼是(shi)否與轉換器(qi)外部提供🏃🏻的(de)編碼相一緻(zhi)，查看無誤後(hòu)，裝袋入庫。
3.2整(zheng)機裝配與檢(jian)測
在電磁流(liú)量計計量标(biāo)定完成後，需(xū)進行整機裝(zhuang)配🌂工作，整機(ji)🏒裝配之前，轉(zhuǎn)換器和傳感(gan)器要一一對(duì)應。下面⛷️以電(diàn)磁流量計整(zhěng)機裝配爲例(li)，具體步驟如(ru)下。
3.2.1電磁流量(liang)計一體型整(zhěng)機裝配和檢(jian)測
---在傳感器(qì)的SMART-PLUG信号傳輸(shū)小闆上插入(ru)寫好的PIC12C509A芯片(pian)，打開轉換器(qì)液🏃‍♀️晶顯示闆(pǎn)，拔下用于勵(lì)磁傳輸的端(duan)子，将接在傳(chuán)感器上的勵(lì)磁端子插入(ru)。
---接電源：此時(shi)要注意轉換(huan)器是220V電源還(hai)是24V電源，若接(jie)錯電源将會(huì)燒壞轉換器(qì)電源保險。
---開(kai)機時查看傳(chuán)感器序列号(hào)（如99900102）能否出現(xian)，初步判斷轉(zhuǎn)換器⛱️和傳感(gǎn)器通訊傳輸(shū)是否正常，随(sui)後查看出現(xiàn)的🔅轉換器出(chū)廠編号是否(fou)與轉換器銘(míng)牌上的編号(hào)一緻。
---查看轉(zhuan)換器上的菜(cai)單
爲避免寫(xiě)PIC12C509A程序時出錯(cuò)，要驗證6.7.2、6.7.3、6.7.4、5.2.6.1是否(fou)與标定值或(huo)實際的傳感(gan)✉️器要求一緻(zhì)。
＊6.7.2CFH值（1m/s液壓參比(bǐ)工作條件下(xia)的水标定值(zhi)）
＊6.7.3ZPH值（液壓零點(diǎn)的水标定值(zhi)）
＊6.7.4勵磁頻率（勵(lì)磁頻率取決(jué)于傳感器和(he)電源，一般DN2~DN100爲(wei)12Hz，DN125~DN600爲6Hz，DN700~DN3000爲3Hz）
＊6.5.1勵磁電(dian)壓（勵磁電壓(ya)的控制值，一(yī)般在23000~30000）
＊5.2.6.1通徑（傳(chuán)感器的内部(bù)通經，及兩個(ge)電極之間的(de)距離，從SMART-PLUG中讀(dú)取）
---查看各項(xiang)參數值正确(què)之後，在傳感(gǎn)器上用于傳(chuan)輸信号的扁(biǎn)平電纜的接(jiē)口處用熱溶(róng)膠密封，以免(miǎn)在裝配或使(shǐ)用中扁平電(diàn)纜脫落或松(song)動，待熱溶膠(jiao)固化後，将轉(zhuan)換器和傳感(gǎn)器用配套螺(luo)絲上緊，由于(yu)在緊固螺絲(si)時，有時會壓(ya)到勵磁線，使(shi)勵磁線和管(guǎn)道相連，造成(chéng)勵磁電壓爲(wèi)零，故需再查(chá)一遍菜單6.5.1勵(li)磁電壓一項(xiàng)。
---以上工序完(wan)成之後，将事(shì)先打好的标(biāo)簽分别貼到(dào)轉換💛器✏️和傳(chuan)感器上，裝接(jie)地釘。
3.2.2電磁流(liú)量計分體型(xíng)整機裝配和(he)檢測
在進行(háng)電磁流量計(ji)分體型整機(jī)裝配和檢測(ce)之前，以及在(zài)水标定之前(qián)，将傳感器和(he)轉換器分别(bié)接上接線盒(he)和端子闆。具(jù)體裝🚶‍♀️配和檢(jian)測如下：
---打開(kai)接在傳感器(qì)接線盒上的(de)端子闆，将事(shì)先寫好的PIC12C509A芯(xin)片㊙️插入SMART-PLUG小闆(pǎn)上，後連接好(hǎo)傳輸扁平電(dian)纜。
---将轉換器(qi)接好電源，注(zhù)意事項同一(yī)體型。
---将用于(yu)檢測傳輸是(shi)否正确的三(sān)芯勵磁電纜(lan)線和五芯信(xìn)💞号電纜線按(àn)如下表格1連(lian)接：切記轉換(huàn)器和傳感器(qi)上的電🏃‍♀️纜線(xian)連接一定要(yao)一一對應。

---接(jiē)好電纜線後(hòu)，打開電源，檢(jiǎn)查電磁流量(liàng)計各項參💋數(shù)是否正🈲确，方(fāng)法同一體型(xing)。
---插下各端子(zi)闆上的電纜(lan)線，在傳感器(qì)上與SMART小闆相(xiàng)連的扁平電(dian)纜接口處密(mi)封熱溶膠，待(dai)熱溶膠固化(hua)後，将端子👣闆(pǎn)固🍓定在接線(xiàn)盒上，此時要(yào)注意勵磁線(xian)不能被壓在(zai)端🔴子闆和鋁(lǚ)環之間，否則(ze)勵磁線短路(lu)👈，将燒壞勵磁(ci)保險，接好端(duān)子闆後，使用(yòng)萬用表歐姆(mǔ)💋檔測量5、6、7端子(zi)之間的絕緣(yuan)性能，5、6端子爲(wèi)勵磁線，阻值(zhí)爲16Ω左右，5、7和6、7阻(zǔ)值爲無窮大(dà)。
---分體型電磁(ci)流量計防護(hù)等級分IP67和IP68，IP67型(xíng)防護等級爲(wèi)防塵、防👣浸🔞水(shui)級，IP68爲防塵防(fang)潛水級。若防(fang)護等級爲IP68型(xing)，則需要接🚶‍♀️防(fáng)水電纜線。在(zai)傳感器接好(hǎo)防水電纜後(hòu)需灌封膠，目(mu)的是防止水(shui)進入傳感器(qì)👌内部。
以上工(gōng)序完成之後(hòu)，将标簽分别(bie)貼到轉換器(qì)和傳🏃🏻‍♂️感器上(shàng)，裝接地釘。
4電(dian)磁流量計的(de)常見故障檢(jian)查和分析
　　電(diàn)磁流量計運(yùn)行中産生故(gu)障的第一類(lèi)爲儀表本身(shen)💔故😄障，即儀表(biao)結構件或元(yuán)器件損壞引(yin)起的故障；第(dì)二類爲外界(jiè)原因引起的(de)故障，如：安裝(zhuāng)不妥，管道内(nei)有沉積和污(wu)垢等。
電磁流(liú)量計常見故(gu)障現象有：無(wú)流量信号、輸(shū)出晃動、零點(diǎn)不穩、流量測(ce)量值與應用(yong)參比值不符(fu)（測量值與❌用(yòng)戶的工藝參(cān)數不🔴相符）、輸(shu)出信号超滿(mǎn)度值等。
通常(chang)檢查整個測(cè)量系統和判(pàn)斷故障的程(cheng)序如圖💜2所示(shi)。
檢查環節包(bāo)括電磁流量(liàng)計本身的傳(chuán)感器和轉換(huan)器以及連接(jiē)兩者的電纜(lǎn)，電磁流量計(ji)上位的工藝(yì)管道，下位顯(xiǎn)示儀表🛀和連(lian)接電纜。

通常(cháng)采用的檢查(cha)方法及檢查(chá)内容如下：
---電(diàn)阻法：＊保險絲(si)的通斷
＊傳輸(shū)信号電纜和(hé)勵磁電纜的(de)通斷
＊勵磁線(xian)圈的通斷
＊電(dian)極對稱性測(cè)量
＊電極對地(di)的絕緣電阻(zu)
＊勵磁線圈對(duì)地的絕緣電(dian)阻
---電流法：＊測(ce)量勵磁電流(liu)
＊測量輸出電(diàn)流
---電壓法：判(pàn)别工作電源(yuán)（包括供電和(hé)轉換器本身(shen)電源）是否正(zheng)确。
---波形法：在(zai)熟悉線路基(ji)礎上測量關(guān)鍵點波形，判(pàn)别故障所🌐在(zai)。
---替代法：利用(yong)轉換器和傳(chuan)感器間以及(ji)轉換器内各(ge)線路闆部♌件(jian)間的互換性(xing)，以替代法判(pàn)别故障所在(zai)📧位置。
---信号跟(gēn)蹤法：用流量(liang)模拟信号發(fā)生器替代傳(chuan)感器，在👈介質(zhì)未流動的情(qíng)況下提供流(liú)量信号，以測(ce)試電💘磁流量(liàng)轉換器。
5結束(shu)語
　　國内的電(diàn)磁流量計工(gōng)業應用從20世(shi)紀60年代開始(shǐ)，随着工業技(jì)術的迅猛發(fa)展，電磁流量(liàng)計已應用于(yú)化工、醫藥、食(shi)品、電力、污水(shui)處理等多行(hang)業。因此，電磁(cí)流量計有很(hen)大的市場發(fa)💰展前景，對于(yú)其所具有的(de)獨🌈特性，制造(zào)商必須對💞每(mei)一道工序嚴(yan)格把關，并不(bu)斷提高自身(shen)産品的優點(dian)。

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