1.工作原理
電磁流量計的工作原理基于法拉第電磁感應定律。當一個導體在磁場内運動時，在與磁場方向、運動方向互相垂直方向的導體兩端，會有感應電動勢産生。電動勢的大小與導體運動速度和磁感應強度大小成正比。
圖2-9 電磁流量計工作原理
在圖2-9中，當導電流體以平均流速υ(m/s）通過裝有一對測量電極的一根内徑為D(m）的絕緣管子流動時，并巨該管子處于一個均勻的磁感應強度為B(T）的磁場中，那麼在一對電極上就會感應出垂直于磁場方向和流動方向的電動勢E(V）。由電磁感應定律可得E＝BDυ （2-2)
通常，體積流量qv（m³/s）可以寫作
由式（2-2）和式（2-3）可得
是以電動勢可表示為
當B是個常數時，式（2-4）中令
式（2-4）改寫為
qv＝kE （2-6）
可見，流量qv與電動勢E成正比。
電磁流量轉換器一方面向電磁流量傳感器勵磁線圈提供穩定的勵磁電流，以達到圖2-9中的B是個常量；同時把傳感器感應的電動勢放大、轉換成标準的電流信号或頻率信号，便于流量的顯示、控制與調節。圖2-10所示為轉換器電路結構。
圖2-10 轉換器電路結構
電磁流量轉換器與不同型号的電磁流量傳感器配套組成電磁流量計系統，用來測量封閉管道中導電流體的體積流量。它廣泛地适用于石油化工、鋼鐵冶金、給水排水、水利灌溉、水處理、環保污水總量控制、造紙、醫藥、食品等工、農業部門的生産工藝過程流量測量和控制；适用于導電液體的總量計量。
2.電磁流量計的選型
據有關資料表明，流量計儀表在實際應用中有2/3的故障是由于錯誤的選型和錯誤的安裝而造成的，是以需要在選型時特别注意。
以下是電磁流量計的選型步驟：
第一步：收集資料。
1）被測流體名稱；
2）最大流量和最小流量；
3）最高工作壓力；
4）最高溫度和最低溫度。
其中最大流量和最小流量必須符合表2-1。
表2-1 流量計的最大流量與最小流量
流量計算公式為
Q＝Vπ(D/2)² （2-7）
式中，
Q為液體流量（m³/h）；
V為液體流速（m/s）(範圍一般為0.1~15 m/s）；
D為管道内徑（mm）。
在收集資料中必須注意以下幾點：
1）實際最高工作壓力必須小于流量計的額定工作壓力。
2）最高工作溫度和最低工作溫度必須符合流量計規定的溫度要求。
3）确定是否有負壓情況存在。
4）使用者可以根據流量範圍表中的流量選擇相應的電磁流量計，若所選擇的電磁流量計的内徑與現在工藝管道的内徑不符，應進行縮管或擴管。若管道進行縮管，應考慮由于縮管引起的壓力損失是否會影響工藝流程。
5）從産品價格上考慮，可以選擇較小口徑的電磁流量計，相對減少投資。
6）測量潔淨水時，經濟流速是1.5~3m/s；測量易結晶的溶液時，應适當地提高流速，3~4m/s為宜，起到自清掃、防止粘附沉積等作用；測量礦漿等磨耗性流體時，應适當降低流速，1.0~2m/s為宜，以降低對内襯和電極的磨損。
第二步：電極材料的選擇。
應根據被測流體的腐蝕性來選擇電極的材料（見表2-2），也可以查有關腐蝕手冊，而對于特殊流體應做實驗。
表2-2 電極材料及其耐腐蝕性能
第三步：襯裡材料選擇。
應根據被測媒體的腐蝕性、磨損性和溫度來選擇襯裡材料（見表2-3）。
表2-3 襯裡材料選擇
第四步：防護等級的選擇。
電磁流量計的防護等級一般有以下三種：
IP65：防噴水型，允許水龍頭從任何方向對傳感器噴水，噴水壓力為30kPa，出水量為12.5L/s，距離為3m，外殼進水量不緻達有害程度，儀表不受影響。
IP67：防短時間浸水型，傳感器浸入水中，短時間内外殼進水量不緻達有害程度，儀表不受影響。
IP68：潛水型，傳感器浸入水中1m，持續潛水後，外殼進水量不緻達有害程度，儀表不受影響。
3.電磁流量計的機械與電氣安裝
正确地選擇安裝點和正确安裝電磁流量計都是非常重要的環節，若在安裝環節失誤，輕者影響測量準确度，重者會影響電磁流量計的使用壽命，甚至會損壞電磁流量計。
（1）機械安裝 選擇安裝位置時需特别注意：
① 測量電極的軸線必須近似于水準方向，測量管道内必須完全充滿液體，流量計前方最少要有5D（D為流量計内徑）長度的直管段，後方最少要有3D（D為流量計内徑）長度的直管段（見圖2-11）。
圖2-11 電磁流量計的機械安裝
② 流體的流動方向和流量計的箭頭方向一緻；如果管道内要有真空，會損壞流量計的内襯，需特别注意；在流量計附近應無強電磁場；在流量計附近應有充裕的空間，以便安裝和維護；安裝聚四氟乙烯内襯的流量計時，連接配接兩法蘭的螺栓應注意均勻擰緊，否則容易壓壞聚四氟乙烯内襯，最好用力矩扳手。
③ 應安裝在水準管道較低處和垂直向上處（見圖2-12），避免安裝在管道的最高點和垂直向下處（見圖2-13）；應安裝在管道的上升處（見圖2-14）
圖2-12安裝在水準管道較低處
圖2-13 避免安裝在管道的最高點和垂直向下處
圖2-14 安裝在管道的上升處
在開口排放管道安裝時，應安裝在管道的較低處。
④ 若管道落差超過5m，在傳感器的下遊安裝排氣閥(見圖2-15)；應在傳感器的下遊安裝控制閥和切斷閥，而不應安裝在傳感器上遊(見圖2-16)；傳感器絕對不能安裝在泵的進口處，應安裝在泵的出口處(見圖2-17)。
圖2-15在傳感器下遊安裝排氣閥
圖2-16傳感器下遊安裝控制閥和切斷閥
圖2-17 傳感器與泵的安裝位置
⑤ 測量井内安裝流量計的方式如圖2-18所示。
（2）電氣接地 如圖2-19所示，為了很好地防止外界幹擾，電磁流量計要求被測媒體、使用者管道和儀表外殼三者必須處于一個同電位即接“地”，儀表必須接至一個獨立的接地點，其他電氣裝置不允許連接配接到同一接地線上，接地電阻應小于10Ω。接地方式分外接地和内接地兩種，所謂外接地是采用接地環，所謂内接地是采用多電極中的接地電極。
圖2-18 測量井内安裝流量計的方式
1—入口 2—溢流管 3—入口栅 4—清洗孔 5—流量計 6—短管 7—出口 8—排放閥 9—排污閥
圖2-19 流量計的接地 1—測量接地 2—接地導線（16mm²銅線）
①儀表安裝在内部無漆或沒有襯裡的金屬管道上時，可将接地導線接到兩個管道法蘭上，因而形成管道與液體的可靠接觸。
② 儀表安裝在塑膠管道或内壁絕緣的管道上時，在傳感器的出口和入口要安裝接地環，或采用内部接地電極使測量接地與液體接通。
③ 儀表安裝在陰極保護管道上，帶有電蝕保護的管道通常裡外絕緣，以使液體對地無導電性接地。安裝時必須注意以下幾點：傳感器的兩端面要裝配合适的接地環，它是依靠密封件與管道法蘭的傳感器法蘭絕緣的；接地環必須由截面積為16mm²的銅線連接配接到傳感器和測量接地線上（見圖2-20）；與儀表連接配接的兩管道法蘭必須用一根截面積為16mm²的銅導線連接配接起來（見圖2-21）；采用絕緣材料的軸套和墊圈，使法蘭連接配接螺栓與法蘭絕緣。
圖2-20 接地環 1—測量接地 2—接地導線（16mm²銅線） 3—接地環
圖2-21 連接配接導線 1—測量接地 2—接地導線（16mm²銅線） 3—接地環 4—連接配接導線（16mm²銅線）
（3）電氣接線 若采用分體式安裝，連接配接的信号電纜采用定制的專用電纜線，電纜線越短越好；勵磁電纜可選用YZ中型橡套電纜，其長度與信号電纜一樣；信号電纜和動力電源電纜必須嚴格分開，不能敷設在同一根管子内，不能平行敷設，不能絞合在一起，應分别單獨穿在鋼管内；信号電纜和勵磁電纜盡可能短，不能将多餘的電纜卷在一起，應将多餘電纜剪掉，并重新焊好接頭，電纜進入傳感器電氣接口時，在端口處做成U型，這樣可以防止雨水滲透到傳感器中。
轉自中國特種裝置安全與節能促進會