王水电磁流量计的基本测量原理是基于法拉第电磁感应定律,即导体在磁场中做切割磁力线运动时,在其两端产生感应电动势,如图所示。流量计的测量管是由内衬绝缘材料的非导磁合金短管制作,两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上,其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双向方波脉冲励磁时,将在与测量管轴线垂直的方向上产生磁通量密度为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,并感应出电动势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。
其原理公式为:
E=KBDV
式中:
E -------- 为电极间的信号电压(v)
B -------- 磁通密度(T)
D -------- 测量管内径(m)
V -------- 平均流速(m/s)
K -------- 仪表系数
式中k, D为常数,由于励磁电流是恒流,故B也是常数,则由E=KBdV可知,体积流量Q与信号电压E成正比,即流速感应的信号电压E与体积Q成线性关系。因此,只要测量出E就可确定流量Q,这是电磁流量计的基本工作原理。
由E=KBDV可知,被测流体介质的温度、密度、压力、电导率、液固两相流体介质的液固成分比等参数不会影响测量结果。至于流动状态只要符合轴对称流动(如层流或者紊流)就不会影响测量结果。因此说电磁流量计是一种真正的体积流量计。只要用普通的水实际标定后,就可以测量其他任何导电流体介质的体积流量,而不需要任何修正。这是电磁流量计的一突出优点,是其他任何流量计所没有的。测量管内无活动及阻流部件,因此几乎没有压力损失,并且有*的可靠性。
电磁流量计性能特点
◆仪表结构简单、可靠,无可动部件,工作寿命长。
◆无截流阻流部件,不存在压力损失和流体堵塞现象。
◆无机械惯性,响应快速,稳定性好,可应用于自动检测、调节和程控系统。
◆测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理量参数的影响。
◆采用聚四氟乙烯或橡胶材质衬里和Hc、Hb、316L、Ti等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要。
◆备有管道式、插入式等多种流量计型号。
◆采用EEPROM存贮器,测量运算数据存贮保护安全可靠。
◆具备一体化和分离型两种型式。
◆高清晰度LCD背光显示。
电磁流量计技术参数
◆仪表精度:管道式0.5级、1.0级;插入式2.5级
◆测量介质:电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体。
◆流速范围:0.2~8m/s
◆工作压力:1.6MPa
◆环境温度:-40℃~+50℃
◆介质温度:聚四氟乙烯衬里≤180℃
橡胶材质衬里≤65℃
◆防爆标志:ExmibdⅡBT4
◆外磁干扰:≤400A/m
◆外壳防护:一体化型: IP65;
分 离 型: 传感器IP68(水下5米,仅限于橡胶衬里)
转换器IP65
◆输出信号:4~20mA.DC,负载电阻0~750Ω
◆通讯输出:RS485或CAN总线
◆电气连接:M20×1.5内螺纹,φ10电缆孔
◆电源电压:90~220V.AC、24±10%V.DC
◆最大功耗:≤10VA
电磁流量计精确度曲线

DN15—DN600精确度曲线 DN700—DN3000精确度曲线
选用要点:
王水电磁流量计应用领域广泛。大口径仪表较多应用于给排水工程,中小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所,如测量造纸工业纸浆液和黑液、有色冶金业的矿浆、选煤厂的煤浆、化学工业的强腐蚀液体以及钢铁工业高炉风口冷却水控制和监漏,长距离管道煤的水力输送的流量测量和控制。小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物工程等有卫生要求的场所。
1、根据一体型和分离型电磁流量计的特点,选择合适的类型。一体型电磁流量计安装敷线方便,精度中等,不宜在地面以下安装,以防转换器被水淹没。分离型电磁流量计,精确度较高,转换器与传感器异地安装,更适合现场环境比较差(如有害、有毒、易受水淹没等场所)的场合,但安装、敷线较严格,否则易引入干扰信号。
2、选择合适的电极形式。对于不产生结晶、结疤、不沾污电极的介质,可用标准电极,否则用刮刀式清垢电极或有清洗连接装置的电极。对于测污泥场合,还可选用可换式电极。
3、根据被测介质的腐蚀性选择电极材料。
液体流量计电极选择:

4、根据被测介质的腐蚀性、磨损性及温度来选择衬里材料。
5、液体流量计防护等级。根据国标GB4208-1984约同于国际电工委员会IEC标准(IEC529-7B),外壳防护等级的标准为:IP65为防喷水型,即可允许水龙头从任何方向对仪表喷水,喷水压力为30Kpa。出水量为0.75m3/h,喷水口离仪表距离为3m;IP67为防浸水型,即仪表可全部浸入水中,最高点应在水下至少150cm,持续时间至少30min。IP68为潜水型,能长期在水下工作。根据以上规定,在地下安装易被水淹的仪表应选IP68,仪表在地上安装的宜选IP65。
6、根据连接仪表管道的绝缘性选择接地。
7、根据被测介质的最高压力选择电磁流量计的公称压力。对于介质压力为10MPa、16MPa、25MPa、32MPa几个等级的流量测量,应选用高压型电磁流量计。其最大口径为100mm。 电磁流量计主要技术数据: 整机和传感器技术数据 执行标准 | JB/T 9248—1999 | 公称通径 | 15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000 | 最高流速 | 15m/s | 精确度 | DNl5~DN600 | 示值的:±0.3%(流速≥1m/s);±3mm/s(流速<1m/s) | DN700—DN3000 | 示值的±0.5%(流速≥0.8m/S);±4mm/s(流速<0.8m/S) | 流体电导率 | ≥5uS/cm? | 公称压力 | 4.0MPa | 1.6MPa | 1.0MPa | 0.6MPa | 6.3、10MPa | DNl5~DN150 | DNl5~DN600 | DN200~DN1000 | DN700~DN3000 | 特殊订货 | 环境温度 | 传感器 | —25℃—十60℃ | 转换器及一体型 | —10℃—十60℃ | 衬里材料 | 聚四氟乙烯、聚氯丁橡胶、聚氨酯、聚全氟乙丙烯(F46)、加网PFA | 最高流体温度 | —体型 | 70℃ | 分离型 | 聚氯丁橡胶衬里 | 80℃;120℃(订货时注明) | 聚氨酯衬里 | 80℃ | 聚四氟乙烯衬里 | 100℃;150℃(订货时注明) | 聚全氟乙丙烯(F46) | 加网PFA | 信号电极和接地电极材料 | 不锈钢0Crl8Nil2M02Ti、哈氏合金C、哈氏合金B、钛、钽、铂/铱合金、不锈钢涂覆碳化钨 | 电极刮刀机构 | DN300—DN3000 | 连接法兰材料 | 碳钢 | 接地法兰材料 | 不锈钢1Crl8Ni9Ti | 进口保护法兰材料 | DN65—DNl50 | 不锈钢1Crl8Ni9Ti | DN200~DNl600 | 碳钢十不锈钢1Crl8Ni9Ti | 外壳防护 | DNl5~DN3000分离型橡胶或聚氨酯衬里传感器 | IP65或IP68 | 其他传感器、——体型流量计和分离型转换器 | IP65 | 间距(分离型) | 转换器距离传感器一般不超过100m |
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转换器技术数据 电源 | 交流 | 85—265V,45—400Hz | 直流 | 11—40V | 操作键和显示 | 按键式 | 4个薄膜按键可设定选择全部参数,也可利用PC机(RS232)对转换器设定编程; | 3行LCD宽视角、宽温、带背光显示; | 第1行显示流量值; | 第2行显示流量单位; | 第3行显示流量百分比、正向总量、反向总量、差值总量、报警、流速。 |
| 磁键式 | 2个磁键用于显示参数的选择和复位,利用PC机(RS232)对转换器设定编程; | 2行LCD宽视角、宽温、带背光显示: | 第1行:磁键选择:显示流量百分比、正向总量、反向总量、差值总量、报警、流速。 | 第2行:显示流量。 |
| 内部积算器 | 正向总量、反向总量及差值总量。 | 输出信号 | 单向模拟输出 | 全隔离,负载≤600D.(20mA时); | 上限:0—21mA可选,每档lmA; | 下限:0—21mA可选,每档1mA; | 正、反向流量输出方式编程。 |
| 双向模拟输出 | 下限限制为。或4mA,其他同单向模拟输出。 | 双向脉冲输出 | 两路输出分别对应正向和反向流量,频率0~800Hz,上限1—800Hz可选,每档IHz; | 方波或选定脉宽,选定脉宽上限2.5S,每档1ms; | 无源隔离晶体管开关输出,可吸收250mA的电流,耐压35V。 |
| 双路报警输出 | 可报警(编程)高/低流量、空管、故障状态、正,,反向流量、模拟量超量程、脉冲量超量程、脉冲小信号切除,输出极性可选; | 带隔离保护的晶体管开关输出,可吸收250mA的电流,耐压35V.(与脉冲输出不隔离) |
| 数字通讯 |
| RS232,RS485,HART |
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衬里的选择
衬里材料 | 主要性能? | 最高介质温度 | 适用范围 | —体型 | 分离型 |
| 聚四氟乙烯(F4) | 是化学性能稳定的一种塑料,能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐浓碱和各种有机溶剂。不耐高流速液氟、液氧、自氧的腐蚀。 | 70℃ | 100℃ 150℃ (需特殊订货) | 1、浓酸、碱等强腐蚀性介质。 2、卫生类介质。 | 聚全氟乙丙烯(F46) | 同F4,耐磨性、抗负压能力高于F4。 | 同上 |
| 聚氟合乙烯(Fs) | 适用温度上限较聚四氟乙烯低,但成本也较低。 | 80℃ |
| 聚氯丁橡胶 | 1、有好的弹性,高度的扯断力,耐磨性能好。2、耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀,不耐氧化介质的腐蚀。 | 80℃ 120℃ (需特殊订货) | 水、污水、弱磨损性的泥浆矿浆。 | 聚氨酯橡胶 | 1、耐磨性能*。 2、耐腐蚀性能较差。 | 80℃ | 中性强磨损的矿浆、煤浆、泥浆 |
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进口保护法兰和接地法兰(或接地环)的选择 法兰种类 | 适 用 范 围 | 接地法兰(或接地环) | 适用于非导体管道,如塑料管道,但有接地电极的传感器不需要。 | 进口保护法兰 | 当介质有强磨损性时选用。 |
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电磁流量计电极的选择
电极材料 | 耐蚀及耐磨性能 | 不锈钢0Crl8Nil2M02Ti | 用于工业用水、生活用水、污水等具有弱腐蚀性的介质,适用于石油、化工、钢铁等工业部门及,市政、环保等领域。 | 哈氏合金B | 对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐蚀性,也耐硫酸、磷酸、氢氟酸、有机酸等非氯化性酸、碱,非氧化性盐液的腐蚀。 | 哈氏合金C | 能耐非氧化性酸,如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀,也耐氧化性盐类如:Fe,”、、Cu”下或含其他氧化剂的腐蚀,如高于常温的次氯酸盐溶液、海水的腐蚀 | 钛 | 能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硫酸)、有机酸、碱的腐蚀。不耐较纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀,但如酸中含有氧化剂(如硝酸、Fc++、Cu++)时,则腐蚀大为降低。 | 钽 | 具有优良的耐蚀性和玻璃很相似。除了氢氟酸、发烟硫酸、碱外,几乎能耐——切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和l 50℃以下的硫酸)的腐蚀。在碱中刁;耐蚀。 | 铂/钛合金 | 几乎能耐——切化学介质,但不适用于王水和铵盐。 | 不锈钢涂覆碳化钨 | 用于无腐蚀性,强磨损性的介质。 | 注: 由于介质种类繁多,其腐蚀性又受温度、浓度、流速等复杂因素影响而变化,故本表仅供参考。用户应根据实际情况自己做出选择,必要时应做拟选材料的耐腐试验,如挂片试验。 |
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电磁流量计仪表选型:
1.量程范围确认:
一般工业用电磁流量计被测介质流速以2~4m/s为宜,在特殊情况下,流速应不小于0.2m/s,最高应不大于8m/s。若介质中含有固体颗粒,常用流速应小于3m/s,防止衬里和电极的过分磨擦;对于粘滞流体,流速可选择大于2m/s,较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用,有利于提高测量精度。
在量程Q已确定的条件下,即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小,其值由下式计算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道内径 V:流速(m/h)
2.电磁流量计的量程Q应大于预计的最大流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50为宜。
3.XT-LDE系列电磁流量计参考流量范围: 口径 (DN) | 流 量 范 围 (m)3/h | 口径 (DN) | 流 量 范 围 (m)3/h | 口径 (DN) | 流 量 范 围 (m)3/h |
15 | 0.4~6.0 | 150 | 40~600 | 700 | 900~12000 |
20 | 0.6~12 | 200 | 60~1000 | 800 | 1000~16000 |
25 | 1.0~15 | 250 | 100~1600 | 900 | 1200~20000 |
32 | 1.0~25 | 300 | 160~2500 | 1000 | 1600~25000 |
40 | 2.5~40 | 350 | 200~3000 | 1200 | 2500~30000 |
50 | 4~60 | 400 | 250~4000 | 1400 | 3000~50000 |
65 | 6~120 | 450 | 300~5000 | 1600 | 4000~60000 |
80 | 10~160 | 500 | 400~6000 | 1800 | 5000~80000 |
100 | 16~250 | 550 | 500~8000 | 2000 | 6000~100000 |
125 | 25~400 | 600 | 6000~10000 | 2200 | 7000~120000 |
4.一体式电磁流量计外形尺寸图:
通径 (DN) | L (mm) | H (mm) | 通径 (DN) | L (mm) | H (mm) |  |
15 | 200 | 299 | 200 | 350 | 517 |
20 | 200 | 304 | 250 | 400 | 585 |
25 | 200 | 312 | 300 | 500 | 627 |
32 | 200 | 321 | 350 | 500 | 681 |
40 | 200 | 340 | 400 | 500 | 741 |
50 | 200 | 353 | 450 | 550 | 779 |
65 | 200 | 369 | 500 | 550 | 834 |
80 | 200 | 375 | 600 | 600 | 725 |
100 | 250 | 404 | 700 | 700 | 810 |
125 | 250 | 432 | 800 | 800 | 920 |
150 | 300 | 461 | 900 | 900 | 1020 |
200 | 350 | 517 | 1000 | 1000 | 1120 |
5.王水电磁流量计选型表:
XT-LDE | 电磁流量计 |
口径 (mm) | 15 | DN15 |
20 | DN20 |
… | … |
2600 | DN2600 |
安装方式 | Y | 一体式 |
F | 分体式式 |
输出信号 | I | 4~20mA |
H | 4~20mA+HART协议 |
F | 频率 |
R | RS485通讯 |
衬里材质 | N | 氯丁橡胶(65℃以下) |
F | 聚四氟乙烯(160℃以下) |
P | 聚氟乙烯(70℃) |
电极材质 | 3L | 316L |
HB | 哈氏合金B |
HC | 哈氏合金C |
Ti | 钛 |
Ta | 钽 |
By | 铂铱合金 |
压力等级 | 1 | PN1.6 |
2 | PN2.5 |
4 | PN4.0 |
6 | PN6.3 |
9 | PN16 |
供电方式 | D | DC 24V |
A | AC 220V |
附加选项 | C | 插入式 |
B | 防爆(ExII CT6) |
1、传感器安装在金属管道上的接地:
电磁流量计并不要求非单独设置接地装置不可,尤其是小口径电磁流量计传感器,但单独设置接地装置有利于仪表的可靠运行。因为,一般金属管道都与大地连通,流动介质通过金属管道与大地电气连接,所以这一点一般均能满足。
2、电磁流量计传感器安装在塑料管道或内壁有绝缘涂层、衬里、涂层的金属管道上的接地
当传感器安装在绝缘管道上时,两端必须安装金属短管或接地环,然后用导线连接,与流体“导通”,见图8-1。假如流体的腐蚀性很强,安装金属短管和接地环材料时,可以以在传感器两端的绝缘管道上打孔安装接地电极。接地电极采用耐腐蚀合金制成,用导线与传感器的接地螺钉连接。
3、传感器安装在阴极保护管道上的接地
具有阴极防腐蚀保护的管道上的传感器应与管道绝缘。传感器安装必须注意以下几点:(见图8-2)
a、电磁流量计传感器必须与阴极防保护的管道绝缘,以保证流动介质中的电势不影响测量结果。
b、传感器的两端面需装合适的接地环,传感器和接地环必须与管道法兰绝缘,两侧接地环应与传感器互相连接,而与管道间没有电气连接。
c、两侧管道法兰用载面积为16mm2¬¬¬铜线绕过传感器连接起来
d、穿过法兰的连接螺栓应采用绝缘材料制造的衬套和垫圈,使螺栓与法兰隔离(见图8-3)