用于水流量测量的电磁流量计和超声波流量计

　　1 体积流量及其测量

　　流体在任何形状、一定面积的截面内流动，流过该截面的体积或质量对时间的比值称为流量。用流过的体积与时间的比值来表示流量时，称为体积流量(或容积流量)。用流过的质量与时间的比值来表示流量时，称为质量流量。流量的测量对象是管路、渠道和河流中的流体。所谓流体流量，就是指流过一定截面的管路、渠道或河流的流量。

　　体积流量是过水断面的平均流速与断面积的乘积得到。当流体的过水断面一定时，如何测得过水断面的平均流速是关键。测量流速的方法很多，用它们来表示平均流速有一定差别。譬如比托管、多普勒超声波流量计、插入电磁、插入涡轮、插入涡街流量计等，测量的过水断面中某一点流速来代表断面的平均流速;时差法超声波流量计、热线风速仪等是测量过水断面中某一条或几条线的流速来代表断面的平均流速;电磁流量计、节流装置等则可以直接测量过水断面的平均流速。从几何角度看，真正能正确地测量体积流量的是测量面的平均流速，线流速和点流速的测量只能是近似测量。也就是说，用一个质点代表体积，误差最大;用一条直线代表体积误差比较大;用一个面积去量度体积，误差较小;用容积去量度体积，最为准确。这就是说，在体积流量测量中，容积式流量计—刮板流量计、罗茨流量计、标准体积管等测量精度最高。可惜的是，容积式流量计的体积大，沉重，压力损失大。一般只能在油品等贵重的流体计量和贸易交接中使用。于是，在水流量测量中广泛地使用者电磁流量计和超声波流量计。这里，就电磁流量计和超声波流量计测量原理上的差别作以比较。

　　通过研究可看出，电磁流量计在工作磁场有效区域内，测量管中电位积分产生的两电极间流量信号受流速分布的影响并不像其它流速式流量仪表那样敏感。这就是电磁流量计比其它如涡轮、涡街、超声、节流装置等流量仪表的优越之处。

　　实际上影响测量精度的主要因素是：被测介质电导率，必须是大于 10-3Ω·cm 的导电液体;电磁干扰和工作电源波动;电磁流量计的转换器元件特性不稳定;振动源。

　　理论上影响测量精度的因素主要是测量管内径的变化。如果由于测量管内壁的磨损、附着、结垢、结疤等使得内径变化1%，对于测量的影响也是1%。从原理上，电磁流量计测量不受流体温度、粘度、压力以及电导率变化的影响。为流速式流量计对于测量管路内的流速分布要求较高。因此，在具有弯头、阀门、收缩管、扩大管等容易改变流速分布及其对称性的管路中安装流量计，不可避免地要提出前后直线段的问题。因为是面平均流速测量，且有权重函数的位置关系，在速度式流量仪表中，电磁流量计的直线段要求最低。电磁流量计的直管段要求是前5DN后2DN。