摘要:電(diàn)磁流量計 以其(qí)安裝(zhuāng)方便、測量精度高(gāo)和(hé)使用壽命(mìng)長等一般(bān)流量計所(suǒ)不具(jù)備的優點，在熱(rè)網計量中(zhōng)擁有(yǒu)着不(bú)可(kě)替代的(de)地位(wèi)。因此電磁(cí)流量(liàng)計對于熱(rè)網高溫水(shuǐ)流(liú)量測量來說(shuō)則是(shì)一種比(bǐ)較(jiào)理想(xiǎng)的計(jì)量儀(yí)表，可(kě)以在供熱企業(yè)的熱(rè)網(wǎng)測量(liàng)中(zhōng)廣泛推廣。
1．引言
　　城鎮集(jí)中供熱(rè)目前在我國北方大多數(shù)城鎮(zhèn)已得到(dào)大規(guī)模(mó)的普(pǔ)及(jí)并(bìng)以更(gèng)加迅猛(měng)的(de)勢頭(tóu)發展着，在這些小則數十萬，多(duō)則有數百萬甚(shèn)至上千萬(wàn)平方(fāng)米供熱面(miàn)積的(de)熱網(wǎng)上，哪怕任何(hé)微(wēi)小的技術(shù)進步都(dōu)會(huì)産生(shēng)巨大的經(jīng)濟效(xiào)益和社會效益。熱電廠的熱力(lì)産品主要有蒸(zhēng)汽和熱水。對蒸汽和熱水(shuǐ)的流量、熱(rè)量(liàng)如(rú)何計(jì)量和管理(lǐ)是維護供用熱雙方(fāng)經濟利(lì)益、減少貿易(yì)糾紛、維持(chí)社會和諧(xié)穩定的關(guān)鍵所在
2．電磁流量計
　　流量計(flowmeter)是指用以(yǐ)測(cè)量瞬(shùn)時(shí)流量和累計流量(liàng)的器(qì)具，統稱爲(wèi)流量(liàng)計。流量計(jì)是工(gōng)業測量中(zhōng)重(zhòng)要的儀(yí)表之(zhī)一。随(suí)着工業(yè)生(shēng)産的發展(zhǎn)，對流量測(cè)量的精度和範(fàn)圍的(de)要求越來(lái)越高(gāo)，流量測量(liàng)技術(shù)日新月異(yì)，爲了适應(yīng)各種(zhǒng)用(yòng)途，各種類型(xíng)的流量(liàng)計相繼(jì)問世(shì)。目前已投入使用(yòng)的流量(liàng)計已(yǐ)超過100種。
　　電(diàn)磁流(liú)量計就是(shì)其中(zhōng)一種測(cè)量(liàng)導電介(jiè)質(zhì)體積流量(liàng)的(de)計量儀(yí)表，具(jù)有無(wú)節流(liú)阻流(liú)部件，不易(yì)堵塞(sāi)，耐腐(fǔ)蝕性好，适(shì)用(yòng)介質範(fàn)圍廣(guǎng)，測(cè)量(liàng)精度不受(shòu)被測(cè)介質(zhì)溫度、粘度、密度(dù)、壓力(lì)、比重(zhòng)等(děng)物(wù)理參數的影響(xiǎng)，其示(shì)值(zhí)在一定(dìng)的導電率範圍(wéi)内(nèi)與被标定的(de)液體種(zhǒng)類(lèi)無關(guān)等特(tè)點。
2．1工(gōng)作原(yuán)理
　　電磁(cí)流量計的測(cè)量原理是(shì)基于法拉第電(diàn)磁感應(yīng)定律:導電液體在磁場(chǎng)中切割磁力線(xiàn)運動時，導(dǎo)體中産生感應電勢(shì)，如圖1所示，其(qí)感(gǎn)應電(diàn)勢e爲:
e=kbvd
式中(zhōng):
k———儀表常數(shù)
b———磁感(gǎn)應強度
v———測量管(guǎn)道(dào)平面内(nèi)的平均流速
d———測量(liàng)管(guǎn)道截面的(de)内徑

　　電(diàn)磁流量計在結(jié)構上一(yī)般由電(diàn)磁流(liú)量計傳感(gǎn)器和電磁流量(liàng)計信号轉換器(qì)兩部分組成。一般情況下傳感(gǎn)器和轉換(huàn)器是(shì)分體的，傳感器(qì)安裝(zhuāng)在生産過(guò)程工藝管(guǎn)道上(shàng)，它的作用(yòng)是将流經管内的液(yè)體流量值線性(xìng)地變(biàn)換成(chéng)感應(yīng)電勢信号(hào)，并通(tōng)過傳輸線将此(cǐ)信号(hào)送到轉換器中去，主要由(yóu)管組件、磁路系(xì)統、電極及(jí)幹擾(rǎo)調整機構等部(bù)分組(zǔ)成(chéng)。信号轉(zhuǎn)換器的(de)作(zuò)用是(shì)将傳(chuán)感器(qì)送來(lái)的流量(liàng)信号進(jìn)行比較、放大、并(bìng)轉換成統(tǒng)一标準的輸(shū)出(chū)信号(hào)，以實現對(duì)被測液(yè)體(tǐ)流量(liàng)的遠(yuǎn)距離(lí)指示、記錄(lù)、積算或調(diào)節控(kòng)制。也有的電磁(cí)流量(liàng)計(jì)将(jiāng)傳感(gǎn)器和信号轉換(huàn)器裝在一起組(zǔ)成 一體型(xíng)電磁(cí)流量(liàng)計(jì) ，可就地(dì)顯示，并遠(yuǎn)傳顯示和(hé)控制。圖2是(shì)分體式的傳感(gǎn)器和轉(zhuǎn)換器工(gōng)作的原理圖。

2．2功能特(tè)點
電磁流量計主要有以下特點:
(1)傳感器結構簡單(dān)可靠，沒有可(kě)動(dòng)部分(fèn)，也(yě)沒有阻(zǔ)礙被測介(jiè)質流(liú)動的(de)節流部件(jiàn)，不會(huì)發生(shēng)阻塞問題(tí)：
(2)由(yóu)于沒有(yǒu)節流部(bù)件，被測(cè)介質在傳感器的測(cè)量管内流(liú)過時(shí)幾乎沒有(yǒu)壓力損失(shī)，僅有可忽略不(bú)計的(de)沿程(chéng)阻(zǔ)力;
(3)電磁(cí)流量(liàng)計量程範圍極寬，而且可(kě)任意(yì)改變量程;其流量(liàng)、流(liú)速、口(kǒu)徑三者關系可(kě)查閱曲(qǔ)線(xiàn)(圖3);

(4)電(diàn)磁流量計無機(jī)械慣性，反(fǎn)應靈(líng)敏，可以測(cè)量瞬(shùn)時脈動(dòng)流(liú)量，而且線(xiàn)性好，可以将(jiāng)測量信(xìn)号直接用轉換器線(xiàn)性地(dì)轉換(huàn)成标(biāo)準信(xìn)号(hào)輸出，并(bìng)且低(dī)頻三值波(bō)勵磁(cí)不(bú)受工頻(pín)及現(xiàn)場條件各種雜(zá)波幹(gàn)擾影響，工作(zuò)穩定可(kě)靠;
(5)傳感器(qì)測量(liàng)管道内隻(zhī)有内(nèi)襯和電(diàn)極(jí)與被(bèi)測液(yè)體(tǐ)接(jiē)觸，隻(zhī)要合(hé)理選擇電(diàn)極和(hé)内襯材料(liào)，即(jí)可(kě)耐腐(fǔ)蝕和(hé)耐磨損;
(6)安裝、使(shǐ)用維(wéi)護(hù)方(fāng)便，使(shǐ)用壽命較長。一(yī)般的(de)電磁流量計要求的直管(guǎn)段爲前(qián)5d，後3d，智能(néng)文丘利電(diàn)磁流(liú)量計(jì)隻需(xū)要前(qián)3d，後1d，就(jiù)能确保計(jì)量精(jīng)度。
3．熱網應(yīng)用
　　國(guó)電作爲城(chéng)市現(xiàn)代化建設(shè)的基礎設施，用(yòng)集中(zhōng)供熱形式(shì)替代分散供熱(rè)形式(shì)，在節約能(néng)源和改善(shàn)環境污染等方面顯示出巨大(dà)的優越(yuè)性，爲(wèi)城市建(jiàn)設和人(rén)民生(shēng)活(huó)水平的提高做(zuò)出了(le)貢(gòng)獻(xiàn)。
公司目前(qián)負(fù)責39家企(qǐ)業高溫水(shuǐ)熱用(yòng)戶和(hé)95家高溫(wēn)水(shuǐ)換熱站(zhàn)冬(dōng)季供(gòng)暖工作，這些熱(rè)用戶(hù)和換熱站(zhàn)基(jī)本(běn)都采用電(diàn)磁流量計(jì)用(yòng)來計量(liàng)高溫(wēn)水流(liú)量。
　　首先從(cóng)供熱企業(yè)本身來說(shuō)，供熱(rè)管網(wǎng)在運(yùn)行中(zhōng)普遍存(cún)在(zài)水力失調(diào)(即供(gòng)熱管(guǎn)網不能按(àn)照管(guǎn)段(duàn)所(suǒ)需的流量進行分配(pèi))的問題(tí)。水(shuǐ)力(lì)失(shī)調會造(zào)成供熱(rè)系統的(de)效(xiào)率降低和(hé)供(gòng)熱質量(liàng)的(de)惡化，使得供(gòng)熱系統(tǒng)能耗和(hé)運行費用大幅(fú)度增(zēng)加。要(yào)想進行水力平衡的調節，管(guǎn)網中的(de)流量(liàng)參(cān)數是必不可少的(de)重要(yào)參考數據。安裝在供(gòng)水管線上(shàng)的流量(liàng)計可以(yǐ)很直觀的反映出管線中(zhōng)的瞬(shùn)時水流(liú)量和累(lèi)計水(shuǐ)流量。根據流量計(jì)顯示的(de)測量值來調(diào)節熱網系(xì)統水力平衡，從而達到提高供(gòng)熱效率的效果(guǒ)，并且可(kě)以得到可靠的流量(liàng)測量(liàng)參數(shù)進行調整負荷(hé)，進一(yī)步(bù)根據用(yòng)戶端的流(liú)量測(cè)量值的(de)變(biàn)化(huà)來調整(zhěng)高溫水網(wǎng)管線(xiàn)的供熱量來滿足熱用戶(hù)需求。可見，電磁(cí)流量計在(zài)供熱(rè)生産中的(de)應用(yòng)是很重要的，具(jù)體體(tǐ)現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)電磁(cí)流量計廣(guǎng)泛應(yīng)用于一些較大(dà)型的居(jū)民(mín)換熱站内，作(zuò)爲高溫(wēn)水流量計的測(cè)量儀表，因爲其(qí)居民供暖(nuǎn)水網(wǎng)覆蓋面(miàn)積很大，并且水網(wǎng)管道容易上(shàng)鏽(xiù)，裏面(miàn)的雜質(zhì)很(hěn)多，如(rú)果采(cǎi)用差壓式(shì)流量計，很(hěn)容易(yì)造成(chéng)節(jiē)流裝置(zhì)的堵塞，從(cóng)而導(dǎo)緻計量不準确，而電磁流(liú)量計(jì)傳感器(qì)結構簡(jiǎn)單可靠，沒有可(kě)動(dòng)部分，也沒有(yǒu)阻礙被測介質(zhì)流動的節(jiē)流部(bù)件，不會發生阻塞問(wèn)題(tí)。由于電(diàn)磁流(liú)量計的傳(chuán)感器測(cè)量管道(dào)内隻有内(nèi)襯和(hé)電極(jí)與被(bèi)測液(yè)體接(jiē)觸，因(yīn)此爲(wèi)換熱(rè)站選(xuǎn)用的(de)内襯材質爲聚(jù)四伏乙烯，電極(jí)材料爲含钼不(bú)鏽鋼，更加保證(zhèng)了内襯(chèn)和電極(jí)的耐腐蝕(shí)和耐(nài)磨損性，可以有較長(zhǎng)的使(shǐ)用壽(shòu)命，節(jiē)省設備維(wéi)護經(jīng)費。
(2)在一些(xiē)小型換(huàn)熱站，由于換熱站内空(kōng)間小、直(zhí)管(guǎn)段較短，安裝空間不(bú)大。一般的流量(liàng)計要(yào)求的直管段較長，在(zài)換熱(rè)站内無法滿足(zú)其直管段(duàn)要求(qiú)，不能保(bǎo)證(zhèng)計量(liàng)的正确率。但(dàn)是(shì)電磁(cí)流量計一(yī)般要求(qiú)的(de)直管段爲(wèi)前5d，後3d，而智(zhì)能文(wén)丘利電磁(cí)流量計隻(zhī)需要(yào)前3d，後1d，就能确保(bǎo)計量精(jīng)度。所以(yǐ)其以(yǐ)安裝、使用維護方便的特(tè)點得以(yǐ)廣泛使用。
(3)自供熱行業(yè)改革後(hòu)，我國逐(zhú)步實(shí)行(háng)供熱分(fèn)戶計量(liàng)、按用熱量計量(liàng)收(shōu)費(fèi)制(zhì)度。分戶計(jì)量用(yòng)熱就要安裝熱(rè)量計(jì)量儀表。要(yào)想計量管(guǎn)線中(zhōng)熱水的熱量，對管線(xiàn)中熱水的流量測量(liàng)是必(bì)不可(kě)少的參考(kǎo)數值。所以(yǐ)電磁(cí)流量(liàng)計(jì)還(hái)應用于企業高(gāo)溫水熱用戶的高溫(wēn)水進(jìn)戶的(de)供回(huí)水雙(shuāng)側，作爲流(liú)量計量儀表，并(bìng)配pt1000的(de)熱電阻，共同将信号入熱量計量儀，并按(àn)照熱量計量儀(yí)顯示的熱量值對用戶進行收費。由于電磁流(liú)量計沒有節流(liú)部件，被測介質(zhì)在傳感器的測量管(guǎn)内流(liú)過時(shí)幾乎沒有壓力損失，僅有可忽(hū)略(luè)不(bú)計(jì)的(de)沿程(chéng)阻力;這樣就減(jiǎn)少了管(guǎn)道(dào)裏面(miàn)的壓力(lì)損失，避(bì)免了(le)計量誤差的産(chǎn)生。并且因(yīn)爲在供回(huí)水兩端都安裝了電(diàn)磁流量(liàng)計(jì)，所以可以(yǐ)測(cè)量出其(qí)供回(huí)水的差值(zhí)，對高(gāo)溫水的失(shī)水量(liàng)加以計量(liàng)，避免了高溫水(shuǐ)的丢(diū)失(shī)，保(bǎo)證了(le)對企業熱用戶(hù)的貿易計(jì)量的(de)正确率。
(4)由(yóu)于各(gè)個用戶的(de)工作(zuò)環境不同(tóng)，其周圍環(huán)境對(duì)流量(liàng)計産生的幹擾(rǎo)也是影響熱量(liàng)計量(liàng)正确率的(de)重要因素。一般的差(chà)壓式流量(liàng)計其流體(tǐ)流量(liàng)經節(jiē)流(liú)件及差(chà)壓變送(sòng)器兩次信号(hào)能量(liàng)形式(shì)的(de)轉換，輸(shū)出統(tǒng)一的(de)電流信号(hào)給熱量積(jī)算儀(yí)，而電流(liú)信号容(róng)易受(shòu)到(dào)工(gōng)頻及現(xiàn)場(chǎng)條(tiáo)件(jiàn)各種(zhǒng)雜波的幹擾影響，導緻計(jì)量不(bú)準确，而(ér)電磁流(liú)量計無機(jī)械慣(guàn)性，反應靈(líng)敏，可以測(cè)量(liàng)瞬(shùn)時脈動流量，而(ér)且線(xiàn)性好(hǎo)，可(kě)以将測(cè)量信号(hào)直接用(yòng)轉換器(qì)線性地(dì)轉換成标準信(xìn)号輸(shū)出，低頻三(sān)值波勵磁(cí)不受(shòu)工頻(pín)及現場條件(jiàn)各種雜波幹(gàn)擾影(yǐng)響，工作穩(wěn)定可靠(kào)，并(bìng)且爲(wèi)了避(bì)免外(wài)界強(qiáng)磁場(chǎng)的幹擾，還可(kě)以加強(qiáng)對儀(yí)表的接地(dì)措(cuò)施(shī)，使儀表可(kě)靠的(de)接地工(gōng)作，提高(gāo)測量精(jīng)度，不受(shòu)外界寄生電勢的幹擾，其(qí)傳感(gǎn)器應有良好的(de)單獨接(jiē)地(dì)。如圖(tú)4所示。從而進一(yī)步的(de)保(bǎo)證熱量(liàng)計量的正确(què)率，減少貿易糾紛(fēn)，避免(miǎn)給公司造(zào)成損(sǔn)失。

4．發(fā)展趨勢
　　盡管電磁流(liú)量計具(jù)有(yǒu)上述(shù)許多優異的性(xìng)能，但(dàn)是(shì)在使用(yòng)上也(yě)有一(yī)定的(de)限制。它的不足(zú)之處有(yǒu):
(1)電磁流(liú)量計不(bú)能測量氣體、蒸汽以及(jí)含大量氣泡的(de)液體(tǐ);
(2)電磁(cí)流量計目前(qián)還不能(néng)測導(dǎo)電率(lǜ)很低的液(yè)體，如石油(yóu)制品(pǐn)和有機溶(róng)劑等;
(3)電磁流量(liàng)計要求(qiú)避(bì)免外(wài)界強(qiáng)磁場的幹(gàn)擾，并對(duì)儀(yí)表接(jiē)地措(cuò)施有一定(dìng)的要(yào)求(qiú)，如(rú)果處(chù)理不當(dāng)，就會影(yǐng)響儀表的(de)正常(cháng)運行。
　　但是流量(liàng)是計量(liàng)的(de)重要數據(jù)，所以(yǐ)它的測量關系企業的效(xiào)益、産品的(de)質量，各國都很重視(shì)流量儀表(biǎo)的研制開(kāi)發，電(diàn)磁流量計則是(shì)目前(qián)較爲成熟(shú)又(yòu)發(fā)展(zhǎn)較快的(de)流量儀表。從1953年(nián)第一台 工(gōng)業用(yòng)電磁(cí)流(liú)量(liàng)計 投(tóu)入市(shì)場(chǎng)以(yǐ)來，在(zài)應用中(zhōng)不斷發(fā)現問(wèn)題，解決問(wèn)題，不斷采用新(xīn)技術，不斷改進(jìn)，如今電磁(cí)流量計得(dé)到(dào)了長足(zú)的發展。從(cóng)國際上看和從使用(yòng)方法上來看，不僅有測量滿管(guǎn)的電磁流量計(jì)，而且(qiě)已出(chū)現(xiàn)測量非滿管的電磁流(liú)量(liàng)計，還出(chū)現了二(èr)線(xiàn)制電磁流(liú)量計、 電池(chí)供電式電(diàn)磁流量計(jì) 以及測量(liàng)低電導率的電(diàn)磁流(liú)量計。
4．1非滿(mǎn)管電磁流量計
　　傳統電磁流量(liàng)計隻能測(cè)量滿管液體流量，非(fēi)滿管(guǎn)電磁流量計應用于具有(yǒu)自由表面(miàn)自然(rán)流的(de)下水排放(fàng)領域，并提高該領域(yù)的測量精(jīng)度。将傳(chuán)統非滿管流(liú)或明渠流(liú)流量誤差(chà)從±(3－5)%fs降(jiàng)低到(dào)±(1－2)%fs。
4．2測(cè)量更低(dī)電導率(lǜ)的液體(tǐ)
　　現(xiàn)在可測(cè)量比(bǐ)傳統(tǒng)電磁(cí)流量(liàng)計電(diàn)導率阈值(zhí)低2－3個(gè)數量(liàng)級的液體，如以前不(bú)能測(cè)量的甘油(yóu)、乙二醇(chún)等。除此(cǐ)之外，本類(lèi)儀表(biǎo)幾乎(hū)不存在漿(jiāng)液噪(zào)聲和流動噪聲，也不會産(chǎn)生電(diàn)極表面效(xiào)應形(xíng)成的噪聲。襯裏内(nèi)表(biǎo)面覆(fù)蓋油脂等非導(dǎo)電層或(huò)結(jié)薄絕(jué)緣垢層也不會(huì)影響測量。
4．3低功耗和二線制電(diàn)磁流量計(jì)有較快(kuài)發(fā)展
　　二(èr)線制(zhì)不需另外外(wài)接(jiē)激磁回路(lù)，僅用(yòng)4madc電流(liú)提(tí)供儀表所需(xū)功率，通常(cháng)僅數十毫(háo)瓦。低功耗(hào)電(diàn)磁流量(liàng)計使有可(kě)能采(cǎi)用幹(gàn)電(diàn)池或太(tài)陽電池(chí)，更(gèng)方便(biàn)地将(jiāng)電磁(cí)流量(liàng)計裝用于無市(shì)電供電的(de)場所(suǒ)。
4．4二維(方向(xiàng))電磁(cí)流速計(jì)和多測(cè)量點插(chā)入式電(diàn)磁流(liú)量計
　　置于(yú)船體外部的船舶電(diàn)磁航速儀(yí)是插(chā)入式(shì)電磁(cí)流量(liàng)計的雛形(xíng)。後來(lái)插入式(shì)電(diàn)磁流量計(jì)在大(dà)中型(xíng)管(guǎn)道(dào)中卻(què)有較大(dà)發展，也(yě)有用于明渠，稱(chēng)作電磁流速(sù)計(electromagneticcurrentmeter)。但在(zài)河道(dào)流或水利試(shì)驗模型(xíng)不僅(jǐn)要測量流(liú)速還要知道流(liú)速方向。二(èr)維電磁流速記(jì)又稱向量(liàng)流速計，使(shǐ)電磁(cí)流量儀表族可以進入水(shuǐ)文試(shì)驗應(yīng)用領域。此(cǐ)外插(chā)入式(shì)電磁流量(liàng)計還參照勻(yún)速(sù)管的(de)設計(jì)思路(lù)，在插(chā)入杆(gǎn)上置多套(tào)電磁流速測量(liàng)單元，提(tí)高測量精度(dù)，使插(chā)入式(shì)電磁(cí)流量計在(zài)大管(guǎn)經應(yīng)用處(chù)于有利(lì)地(dì)位。
5．結(jié)束語(yǔ)
　　企(qǐ)業用戶(hù)的供熱計量體(tǐ)系，需要準确的(de)流量(liàng)計;熱網系統水力平(píng)衡和(hé)熱力平衡的精細化調控(kòng)，也同(tóng)樣需要(yào)準确的(de)流量計。所(suǒ)以流(liú)量計在高(gāo)溫水(shuǐ)熱網(wǎng)的調控、計(jì)量等方面(miàn)有着(zhe)重要的作用。電(diàn)磁流量計以其安裝(zhuāng)方便、測量(liàng)精度高(gāo)和(hé)使用(yòng)壽命(mìng)長等一般(bān)流(liú)量計所不具(jù)備的(de)優點(diǎn)，在熱(rè)網計(jì)量中擁有着不可替代的(de)地位(wèi)。因(yīn)此電磁(cí)流量計對于熱(rè)網高溫水(shuǐ)流量測量(liàng)來說(shuō)則是(shì)一種比(bǐ)較理想的計量儀表，可以在供熱(rè)企業(yè)的熱網(wǎng)測量中(zhōng)廣泛推(tuī)廣。

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