400-016-0776

摘要：闡述了電磁流量計的工作原理，以及傳感器（探頭）安裝使用過程中應注意的問題，以及測量數據精度的影響因素和補償措施。電磁流量計其作用是產生均勻的直流或交流磁場。直流磁路用永久磁鐵來實現，其優點是結構比較簡單，受交流磁場的干擾較小，但它易使通過測量導管內的電解質液體極化，使正電極被負離子包圍，負電極被正離子包圍，即電極的極化現象，并導致兩電極之間內阻增大，因而嚴重影響儀表正常工作。當管道直徑較大時，永久磁鐵相應也很大，笨重且不經濟，所以電磁流量計一般采用交變磁場，且是50HZ工頻電源激勵產生的。渦街流量計其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數能長期穩定。渦街流量計采用壓電應力式傳感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內工作。有模擬標準信號，也有數字脈沖信號輸出，容易與計算機等數字系統配套使用，是一種比較先進、理想的測量儀器。蒸汽流量計主要用于工業管道中蒸汽介質流體的流量測量，蒸汽流量計特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無可動機械零件，因此可靠性高,維護量小。儀表參數能長期穩定。

1 使用現狀

隨著科學技術的進步，圍堰法在流量檢測中的應用越來越少。相比之下，電磁流量計具有檢測精度高、攜帶方便、檢測速度快等優點。目前，電磁流量計在管道流體流量測量中得到了廣泛的應用。

2電磁流量計的使用原理

根據信號檢測原理，電磁流量計可分為傳播速度差法（直接時差法、相位差法、頻差法）、波束偏移法、多普勒法、相關法和噪聲法。目前，超聲波傳播時差法的應用最為廣泛。其工作原理是超聲波在流體中的傳播速度受流體速度的影響。通過測量超聲波在流體中的傳播速度，可以檢測流體的速度并轉換流速。當超聲波在流體中傳播時，平滑傳播的超聲波傳播速度將增加，逆流傳播的超聲波傳播速度將降低，即在相同傳播距離下存在不同的傳播時間，然后通過使用傳播速度差與測量的流體速度值之間的關系來計算流速。

圖1電磁流量計的時差法示意圖

如圖1所示，有兩個超聲波傳感器。兩個傳感器安裝在流體管道的兩側，并保持一定的距離。管道內徑為d，超聲波筆路徑長度為l，超聲波下游流速為tu，逆流流速為td，超聲波傳播方向與流體流動方向的夾角為。

公式：非流動介質中的c-超聲聲速；流體介質的v流速度。

(2) - (1) 得

其中x是兩個傳感器在管道方向上的距離。

假設與介質中的超聲波速度相比，流體的流速是少量的，即：

3流量測量精度的影響因素

3.1 探頭的耦合性能

3.1.1表面粗糙度

當超聲波從一種介質傳播到另一種介質時，在介質的界面上會發生反射、透射以及散射。當反射器完全光滑時，我們認為散射效應為零，光滑時表面散射效應很小(Ra6.3)。過高的粗糙度會引起探頭與管壁表面耦合界面的嚴重散射現象，使超聲回波形發生畸變，從而損失大量的超聲能量，降低傳感器(探頭)接收到的能量強度，影響測量效果。

3.1.2探針晶片對管道外壁的調整

傳感器（探針）芯片的安裝是水平平面，管道是具有一定曲率的近平面。這將不可避免地導致一些超聲波在晶圓發射后通過偶聯劑有效進入管道內壁時發生故障，從而影響測量效果。