眾所周知，電磁流量計可以用來測量水、酸、堿、鹽等腐蝕性液體和礦漿、泥漿、紙漿等液固兩相懸浮液的體積流量，廣泛用于化工、礦冶、鋼鐵、煤碳、水利水工、給排水、造紙、制糖、釀酒、食品、紡織印染和化纖等工業過程。

一般電磁流量計是在管道外二側安裝線圈，其適用性強、精度高。但如碰到埋地管道、大管道、測量精度要求不很高的場合，如工業廢水、循環水、冷卻水等的管道流量測量時，一般電磁流量計埋地安裝困難，特別對大管道的流量測量價格昂貴，這時采用插入式電磁流量計(以下簡稱插入式)是合適的選型。目前，國內外產品逐漸被采用，如西德KROHNE(科隆)公司的產品應用較多，但這幾年發展不很快。筆者認為在很多場合，采用插入式比非插入式更合適。下面就原理、價格、安裝等方面逐一作一分析。

 

1插入式電磁流里計的工作原理

1.1非插入式電磁流量計工作原理

        電磁流量計是根據法拉第電磁感應原理工作的。當導電液體沿測量管并與交變磁場的磁力線成垂直方向運動時(見圖1)，導電液體切割磁力線產生感應電勢，此感應電勢由測量管上的兩個電極檢出，數值大小由下式表示:

        ****************

        式中:U-感應電勢(v)

        D一電極間距離(m)

        B-磁通密度(T=Wb/cm2)

        V一平均流速(m/s)

        K一與磁場分布及軸向長度有關的系數

 

1.2插入式電磁流量計工作原理

        把需測流量的物料管道開一個孔，電極頭深入到管道內，激磁結圈置于測量頭，產生一個脈沖直流磁場，正交于測量頭，流體垂直于磁場流動感應出一個電勢U，其值大小比例于平均流速V。極棒前端固定的二個電極檢出感應電勢其數值大小為:U=KBVD

        從非插入式工作原理圖圖1與插入式工作原理圖圖2可知;其工作原理相同，關鍵是非插入式，其電極裝在管道二側，故經過處理可測出平均流速;而插入式的一極棒必須要插到管路的平均流速這一點，才能測量準確。根據體力學，對一個管內流動的流體，其管徑的1/4一1/8處為平均流速處，故電極置于這個位置就可以了。

2應用分析

2.1結構特點分析

        圖3為插入式的結構圖。安裝方式，實際上是在工藝管道上開一個孔，在工藝管道上焊上連接套管，然后將流量計插入套管。關鍵是插多少深，這可預先將連接套管的長度根據工藝管道的尺寸進行刻度，要使極棒端頭處于工藝管道平均流速的位置。由于插入式極棒長度是固定的，故管道越粗，連接套管露出在管道外部的長度應越短，則探頭插入管道內越深(達到管徑的1/4一1/8處)，如連接套管長度為86mm，則DN50的管道其連接套管應焊在76mm長的地方，則極棒深入管道內10mm(包括壁厚);若DN為300mm，則管道連接套管應焊在42mm的地方，則極棒插入深度為44mm(包括壁厚)。以上極棒端均處在管道的1/4一1/8D處，見圖4連接套管的尺寸示例。

1一連接套管2一密封圈3一傳感器4一連接螺紋5一接地電纜6一接地端7一電纜入口PG13.58一外殼9一空插座10一電源接線端11一接線盒12-磁感應圈和電接點13一電子放大器14-罩殼螺紋15一具有密封圈的罩殼

 

2.2價格比較分析

        每一種類型插入式的極棒長度是固定的，因而用于小管道、大管道，其流量計的價格是一樣的。而對于非插入式，管徑越大，價格越貴，故插入式越是用于大管道越是合算。

        從最近我們的價格調查可看出一般DN<200mm是非插入式價格便宜，在DN200左右;插入式與非插入式價格相似，DN>200則插入式價格優勢越來越明顯。

 

2.3安裝分析

        從圖3可知，插入式的安裝只要在管道上開一孔(一般Dg40)即可，對一些大管道，尤為方便，特別是埋地管道，可省去在地上挖一大坑(置放流量計)，時間長了，由于地面滲水，埋地管道會使流量計浸入水中，這時可采用浸沒型產品。這比孔板、渦街及非插入式電磁流量計方便得多。

 

2.4精度分析

        據資料報道，一般插入式精度為±5%MV(測量值)，而非插入式口徑為(φ25～φ300時，精度為±1.5%FS，口徑為φ300～φ12000寸，精度為±2.5%FS(FS:滿刻度流量)。如果流量儀表流量刻度為100t/h，在50t/h測量時，口徑從φ300～φ1200，其精度是相等的。但對高水平產品，非插入式可達±0.4～±0.5%，而插入式為±2～±3%MV，故插入式一般用于精度要求不很高的場合。

 

2.5流速分析

        插入式，流速要求一般應大于1m/s，最好流速為2m/s～3m/s。如流速處于O.5m/s一1m/s，則精度只有±5～±8%。

 

2.6電導率5s分析

        電磁流量計優點很多，但要產生感應電勢，流體必須有電導率，這亦是應用限制。不同電磁流量計要求電導率一般從100μs/cm-2μs/cm。據KROHNE的資料，插入式電磁流量計要求電導率≥20μs/cm，能用于一般自來水、工業用水及酸液、堿液等。

 

2.7應用場合分析

        簡言之，插入式適用于Dg200的大管道、或地下管道或精度要求不很高的場合，如工業污水、冷卻水、城市建設水管的測量。見圖5所示。

          明渠的流量測量，一直是比較困難的插入式電磁流量計是一種合適的儀表，安裝簡單，見圖6。如果明渠液位波動較大，則需加液位計，進行液位校準。

 

3應用問題分析

3.1電極清洗問題

        在運用中，電極臟了，影響測量，則需清洗電極。對于插入式，只要將電極從連接套管中抽出清洗即可。如需使電極抽出時管道液位不外流，不影響生產，則可在套管外套上加開關截止閥。電極抽出清洗時，可將閥關死，不使液體通過套管溢出。

 

3.2精度問題

        插入式雖有很多不可替代的優點，但精度標準較低，選用者首先應從工況的允許情況來考慮。再進一步可考慮是否有其他儀表可選用，對大管道系統精度是否可保證，價格、安裝等等作一比較，在此不一一詳述。

 

3.3直管段

        為了檢測點的流速比較穩定，插入式電磁流量計的檢測點的前后亦需直管段。一般，上游10D下游5D即可。