市政工程中的电磁流量计及超声波流量计
1. 测量原理
电磁流量计测量原理为基于法拉*电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上。线圈励磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。此时，如果具有一定电导率的流体流经测量管，将切割磁力线感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B，测量管内径d与平均流速v的乘积，电动势E(流量信号)由电极检出并通过电缆送至转换器。转换器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲，模拟电流等信号，用于流量的控制和调节。式中：EBDV
E-为电极间的信号电压(v)
B-磁通密度(T)
d-则量管内径
V-均流速（m/s)m)
超声流量计是通过检测流体流动时对超声束(或超声脉冲)的作用，以测量体积流量的仪表。
按测量原理分类有：①传播时间法；②多普勒效应法；③波束偏移法；④相关法；⑤噪声法。2测量介质
电磁流量计不能测量导电率很低的液体，如石石油制品和有机溶剂等。用型电磁流量计由于里衬材料限制，不能测量温度较高液体。
超声波流量计的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，又可采用非接触及便携式测量仪表，故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。
2.流量传感器或换能器的安装
超声波流量计适用于大型形管道，且原理上不受管径限制，其造价基本上与管径无关。对于大型管道不仅带来方便，可认为在无法实现实流校验的情况下是优先考虑的选择方案。且超声流量计可测量低流速和不满管的工况。作非接触测量。夹装式换能器超声流量计可无需停流截管安装。只要在既设管道外部安装换能器即可。这是超声流量计在工业用流量仪表中具有的独特优点，因此可作移动性(即非定点固定安装)测量，适用于管网流动状况评估测定超声流量计为无流动阻挠测量。超声波流量计主要是管外安装和插入式安装，简单方便，可在线拆卸，维护时不需要工艺停车，不影响，检定费用低，按国家计量检定规程每3年检定一次。
安装时候需要做到：剥净安装段内保温层和保护层，并把换能器按装处的壁面打磨干净。避免局部凹陷，凸出物修平，漆锈层磨净；对于垂直设置的管道，若为单声道传播时间法仪表，换能器的安装位置应尽可能在上游弯管的弯轴平面内，以获得弯管流场畸变后较接近的平均值；换能器安装处和管壁反射处须避开接口和焊缝；换能器安装处的管道衬里和垢层不能太厚。衬里、锈层与管壁问不能有间隙；换能器工作面与管壁之间保持有足够的耦合剂，不能有空气和固体颗粒，以保证耦合良好。电磁流量计安装场所的要求测量混合相流体时，选择不会相分离的场所；尽可能避免测量管内变成负压；选择震动小的场所；远离大电机、大变压器等，以免引起电磁场干扰；尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体；环境温度在-25／-10～50／600℃范围内；尽可能避免受阳光直照；安装直管段的要求*先注意传感器本身不能作为荷重支撑点，它不能支撑比邻的工作管道，应有管道支撑。为获得正常测量**度，电磁流量传感器上下游要有足够长度直管段，至少保持前5D，后3D。传感器安装方向水平、垂直或倾斜均可，不受限制。但要保证测量管与工艺管道同轴。其轴线偏离不得超过2MM。传感器要做可靠的接地，接地电阻不大于10欧姆。变送器和传感器间的信号电缆不宜大于50米，其信号电缆需传钢管，并且钢管做可靠接地。测量管道须满管，且要保证一定的流速。
3.常见故障
电磁流量计按照故障
按电磁流量计发生故障时期分类，可分为：
1）试期故障
本类故障在电磁流量计初始装用调试时就出现，但一经改进排除故障，以后在相同条件下一般就不会再度出现。常见调试期故障主要有安装不妥、环境干扰、流体特性影响三方面原因。安装方面，通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障。环境方面，主要是管道杂散电流干扰，空间电磁波干扰，大电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好单独接地保护可获得满意测量。介质方面，介质含有均匀分布细小气泡通常不影响正常测量。
2）运行故障。运行故障是在运行一段时期后出现，主发原因有流体中杂质附着电极衬里，环境条件变化出现新干扰源等。常见故障原因有：流量传感器内壁附着层，雷电击，环境条件变化。内壁附着层，由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。雷电击，雷电击在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流，进入仪表就会损坏仪表。因此使用单位要认识设置控制室仪表电源线防雷设施的重要性。环境条件变化，主要原因同上节调试期故障环境方面，只是干扰源不在调试期出现而在运行期间再介入的。
超声波流量计的常见问题及解决方法
1)超声波流量计使用一段时间后，当输送的介质杂质比较多时候，会出现不定期报警现象。需要定期清理探头；
2)超声波流量计输送的介质还有水等液体杂质时，流量计引压管容易产生积液，当气温低时，容易产生冻堵。需要对引压管进行吹扫或加装伴热带；
3)超声波流量计在现场强干扰下无法正常使用。如供电电源电压波动较大，周围有强磁场干扰，或接地不可靠。需要给仪表提供稳定的电源，远离干扰源，做好接地。
4)由于管径过大或管径严重结垢或选择的安装方式不正确会引起外夹式流量计信号弱。可采用插入式探头安装或Z字型安装。
综合以上论述，超声波流量计和电磁流量计在不同的环境下各有优势。在小成本作业，对测量准确度要求不高的情况下，宜多使用超声波流量计；在安装、维护资金充足，对测量准确度要求高的情况下，应多采用电磁流量计。当然，计量检测人员要认真考察工作环境中对流量计的干扰来源，并采取有效的抗干扰措施。
4.结束语
小口径超声波流量计与电磁流量仪表相比价格较贵。所以用于大口径、超大口径仪表有明显价格优势。多声道仪表有较复杂电子计算部件，价格要高些，因此在要求高精度的中小管径上应用受到一些限制。然而上有扰动大而直管段布置受限制的场所，多声道系统可能是仅有的合理解决方案。外夹装式便携式超声波流量计的机动性和可以多处使用，仪表购置费可分摊给各测量点，从而降低测量成本。超声波流量计的流量校验费用，外夹装式仪表通常不作实流校验，仅作静态调试，液体用仪表可充实液调试；管段式仪表为提高仪表精度，均作实流校验。
返回顶部