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(guò)程中應注意的問(wèn)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(chǎn)生均勻的直流或交流磁場(chǎng)。直流磁路用永久磁鐵來(lái)實(shí)現，其優(yōu)點(diǎn)是結構比較簡(jiǎn)單，受交流磁場(chǎng)的干擾較小，但它易使通過(guò)測量導管內的電解質(zhì)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(shí)，永久磁鐵相應也很大，笨重且不經(jīng)濟，所以電磁流量計一般采用交變磁場(chǎng)，且是50HZ工頻電源激勵產(chǎn)生的。渦街流量計其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無(wú)可動(dòng)機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數能長(cháng)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(jìn)、理想的測量?jì)x器。蒸汽流量計主要用于工業(yè)管道中蒸汽介質(zhì)流體的流量測量，蒸汽流量計特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無(wú)可動(dòng)機械零件，因此可靠性高,維護量小。儀表參數能長(cháng)期穩定。

1 使用現狀

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，圍堰法在流量檢測中的應用越來(lái)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(yōu)點(diǎn)。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(shí)差法、相位差法、頻差法）、波束偏移法、多普勒法、相關(guān)法和噪聲法。目前，超聲波傳播時(shí)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(guò)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(shí)，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(shí)間，然后通過(guò)使用傳播速度差與測量的流體速度值之間的關(guān)系來(lái)計算流速。

圖1電磁流量計的時(shí)差法示意圖

如圖1所示，有兩個(gè)超聲波傳感器。兩個(gè)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(cháng)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(dòng)方向的夾角為。

公式：非流動(dòng)介質(zhì)中的c-超聲聲速；流體介質(zhì)的v流速度。

(2) - (1) 得

其中x是兩個(gè)傳感器在管道方向上的距離。

假設與介質(zhì)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(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí)，在介質(zhì)的界面上會(huì )發(fā)生反射、透射以及散射。當反射器完全光滑時(shí)，我們認為散射效應為零，光滑時(shí)表面散射效應很小(Ra6.3)。過(guò)高的粗糙度會(huì )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(fā)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(fā)射后通過(guò)偶聯(lián)劑有效進(jìn)入管道內壁時(shí)發(fā)生故障，從而影響測量效果。