电磁流量计的发展史及其优缺点
v锥流量计的发展史及其优缺点
1．1电磁流量计的综述
电磁流量计是用来测量导电性液体体积流量的仪表，随着电子技术的发展， 它得到了迅速的发展。上世纪50年代初，电磁流量计就己实现了工业化应用， 成为首*入成熟应用的新一代仪表，近年来世界范围约占工业流量仪表的5％， 占国内市场的5％。它可在多种流型下进行流体流量测量。与其他流量测量仪表相比，电磁流量计具有一些突出的优点。例如，无可动部件、*被介质流动的节流部件、对被测流体的流动不产生附加压力损失，而仅有这管段的沿程阻力。它必须测量有导电性的介质的流量，而不受其温度、粘度、密度、压力等物理参数的影响：无机械惯性，反映灵敏，可测瞬时脉动流量；直线性好， 测量准确度高，测量范围宽，耐腐蚀性能强等等，因此在众多的流量仪表中， 电磁流量计成为发展的流量仪表之一。其应用己遍及农业、国防、科研各部门。可以预料，在今后工农业生产高度自动化、高度信息化的发展中，在迫切需要节能和保护环境的情况下，电磁流量计将会有更好更快的发展。
1．1．1电磁流量计的发展历史u卫1
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律而研制成的，它经过的发展历史如下所述：
1831年，法拉第发现电磁感应定律，1832年，法拉第在英国泰晤士河滑铁卢桥两头放下两根电极，想利用地磁场以河水作为导体来测量河水的流量。由于当时测出来的感应信号全是干扰信号，不能反映出河水的流量，所以实验并未获得成功。后来人们分析在实验失败的原因后认为，感应信号的失真不仅是因为受到电化学极化作用和热电效应的影响，最主要的原因是当时测量技术十分落后。这是早利用电磁感应原理测量流量的实验，从此揭开了电磁流量计研究的序幕。
1851年，Wollsaton等人利用电磁感应法测量英吉利海峡潮汐实验成功。
1917年，史密斯和斯皮雷安曾将电磁感应原理用于制造船舶测速仪，并且应用交流磁场来消除极化作用。
1930年，威廉斯等人次用数学的方法分析圆管内流速分布对测量的影响，提出了以管中心轴为对称的流速分布不影响电磁流量计测量精度的理论， 同时也解释了电磁流量检测中可能产生干扰的一些原因。自此以后，人们有了比较系统的电磁流量计理论基础。但他们的研究大多属于理论分析，还不能做出有实用价值的电磁流量检测仪器。尽管他的分析在数学上有错误，但从此以后有了电磁流量计的基础理论。
1932年以后，生物学家柯林等人根据法布伦的建议，成功地制成了可用来测量和记录瞬时动脉血液流量圆形管道的电磁流量计。不过，当时的电磁流量计只能作为实验室专用仪器，并没有得到广泛应用。第二次世界大战以后，原子能工业有了迅猛的发展，因而测量液态金属的永磁流量计才得以发展起来，并在这些特殊工业的试验和生产中得到应用。但是，由于当时电子技术还没有得到相应的发展，因此它的使用领域还不能扩大到一般的工业中去。
1951年，荷兰人首先在挖泥船上采用电磁流量计测量泥浆流量。后来，电磁流量计在美国一般工业中得到应用。
1955年，日本研制成功电磁流量计，并不断进行推广应用。到了五十年代后期，由于电子工业的飞速发展，工业自动化程度的不断提高，尤其是电子计算机和程序控制系统在工业上的应用，电磁流量计进入高速发展时期。1970年，德国Krohne公司和荷兰Altometer公司的Dr．Karl Bonlig、F．Hofman首先研制成功单极性矩形波励磁电磁流量计，并投入工业应用。70年代中期，工业发达国家纷纷研制成功双极性低频矩形波电磁流量计，从而开始了低频矩形波电磁流量计的工业应用时代。
1 982年，上海工业自动化仪表研究所成功地研制了单极性低频矩形波励磁电磁流量计，标志了我国电磁流量计也进入低频矩形波励磁技术的时代。
1983年，国外多家公司均研制成功三值低频矩形波电磁流量计。三值低频矩形波励磁技术特点是实现在零状态时校正零点，因而具有更优良的零点稳定性，利用微处理器的逻辑判断功能和运算功能可解决尖峰状干扰电势的影响，但降低了电磁流量计响应速度。1988年，东北工学院和河南开封仪表厂合作研制成功三值低频矩形波励磁电磁流量计，使我国电磁流量计生产技术跨上新的台阶。
1988年7月，为了克服三值低频矩形波励磁技术不能兼顾消除低频尖峰噪声、流体流动噪声和保持零点稳定性的矛盾，日本横河北辰电机株式会社提出双频矩形波励磁技术以解决泥浆、纸浆、矿浆等液固两相导电性流体和低导电率流体流量测量。日本横河北辰电机株式会社首先推出了双频矩形波励磁电磁流量计。同年1 0月，武汉水利电力学院进行对双频矩形波励磁技术进行跟踪研究，并于1990年初取得多项研究成果。
1989年，上海光华仪表厂和德国Krohne公司及荷兰Altometer公司共同投资建设的合资企业上海光华·爱而美特仪器有限公司投产，生产MT900F系列、300EX系列低频矩形波励磁电磁流量计，通过引进吸收和消化使我国电磁流量计整体生产技术达到国外发达国家80年代初的水平。
1992年，德国Fischer+Porter GmbH在展览会上展出了称为Parti．MAG的非满管电磁流量计。1995年7月，日本“95水道展"上，爱知时计电机公司和东芝公司也分别展示了其非满管电磁流量计。
1990年以后，在技术原理上电磁流量计无重大突破，研究方向多转入多电极方向。1996年，B．Homer等人研制出了工业用非轴对称流量测量的多电极电磁流量计。同年，我国清华大学的张小章提出了基于流动电磁测量理论的流场重建理论。
2002年，北京佛利蒙特自动化工程有限公司推出的F2系列电磁流量计传感器，该传感器实现了管道式与插入式的统一，突破了管道式电磁流量计精度高检修难，插入式电磁流量计检修方便精度低，人们往往只能二者取其一的限制。它的优点是可以在线、带压安装和方便地进行电极检修，解决传统电磁流量计传感器电极污染后的检修问题。总之，电磁流量计的发展经历了漫长的历史。可以预见，微电子技术的发展和新型电子器件的不断问世，将为电磁流量计性能的提高奠定了坚实的技术基础。
1．1．2智能型电磁流量计的优缺点口·51
与其它流量测量仪表相比，电磁流量计具有以下突出的优点。
(1)结构简单，无活动部件和阻碍被测介质流动的扰动件或节流件。所以当流体通过时不会引起任何附加的压力损失，节约能源、降低消耗；同时也不会引起诸如磨损、堵塞等问题，特别适用于测量带有固体颗粒的矿浆，污水等液固两相流体，以及各种粘性较大的浆液等。
(2)内衬材料的耐化学反应性能，通过选择耐腐蚀绝缘衬里和耐腐蚀电极， 就可用于各种腐蚀性介质的测量。
(3)开封电磁流量计是一种测量体积流量的仪表，其测量不受流体的密度，温度、压力、粘度、雷诺数以及在一定范围内电导率的变化的影响电磁流量计只需用水作为实验介质进行标定，而不需要作附加修正就可用来测量其它导电性液体。这是其它流量计所不具备的优点。
(4)量程比大。同一口径传感器，满量程流速在0．3．15m／s范围内任意设定。电磁流量计的测量范围可涵盖紊流和层流状态两种速度分布状态，这是差压式流量计、涡轮式、涡街等流量计也不能与之相比拟的。
(5)线性测量。测量准确度高，而且*电信号输出，无机械惯性，反映灵敏，可测脉动流量和快速累积总量。
(6)原理上是测量过水断面的平均流速，信号按权重分布而积分，对流速分布的要求较低。因此，传感器前后的直管段要求比其它流量计短。
(7)在恶劣环境下的高精度。如传感器可以长期潜水工作。
(8)双向流量测量。在分别测量双向流量时，电磁流量计具备相同的测量精度，前提条件是双向都有足够长的无干扰入口引导管。电磁流量计具有众多*的优点，但它仍有一些不足之处，以至限制了其
应用领域的进一步扩大，主要有如下几点：
(1)电磁流量计不能用于测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。
(2)电磁流量计目前还不能用来测量导电率很低的液体介质，它的使用范围受到最小电导率的限制，被测液体介质的电导率一般规定在0．05届／em'--" 50届／cm范围内变化，相当于蒸馏水的电导率。且无法测量石油制品或者有机溶剂的流量。
(3)1主I于测量管绝缘衬里材料受温度的限制，目前工业电磁流量计还不能测量高温高压流体。
(4)智能电磁流量计受流速分布影响。在轴对称分布的条件下，流量信号与平均流速成正比。所以电磁流量计前后也必须有一定长度的前后直管段。
(5)电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。为避免电磁干扰，变送器与转换器之间必须要屏蔽干扰。口3
