众所周知，电磁流量计可以用来测量水、酸、碱、盐等腐蚀性液体和矿浆、泥浆、纸浆等液固两相悬浮液的体积流量，广泛用于化工、矿冶、钢铁、煤碳、水利水工、给排水、造纸、制糖、酿酒、食品、纺织印染和化纤等工业过程。

一般电磁流量计是在管道外二侧安装线圈，其适用性强、精度高。但如碰到埋地管道、大管道、测量精度要求不很高的场合，如工业废水、循环水、冷却水等的管道流量测量时，一般电磁流量计埋地安装困难，特别对大管道的流量测量价格昂贵，这时采用插入式电磁流量计(以下简称插入式)是合适的选型。目前，国内外产品逐渐被采用，如西德KROHNE(科隆)公司的产品应用较多，但这几年发展不很快。笔者认为在很多场合，采用插入式比非插入式更合适。下面就原理、价格、安装等方面逐一作一分析。

 

1插入式电磁流里计的工作原理

1.1非插入式电磁流量计工作原理

        电磁流量计是根据法拉第电磁感应原理工作的。当导电液体沿测量管并与交变磁场的磁力线成垂直方向运动时(见图1)，导电液体切割磁力线产生感应电势，此感应电势由测量管上的两个电极检出，数值大小由下式表示:

        ****************

        式中:U-感应电势(v)

        D一电极间距离(m)

        B-磁通密度(T=Wb/cm2)

        V一平均流速(m/s)

        K一与磁场分布及轴向长度有关的系数

 

1.2插入式电磁流量计工作原理

        把需测流量的物料管道开一个孔，电极头深入到管道内，激磁结圈置于测量头，产生一个脉冲直流磁场，正交于测量头，流体垂直于磁场流动感应出一个电势U，其值大小比例于平均流速V。极棒前端固定的二个电极检出感应电势其数值大小为:U=KBVD

        从非插入式工作原理图图1与插入式工作原理图图2可知;其工作原理相同，关键是非插入式，其电极装在管道二侧，故经过处理可测出平均流速;而插入式的一极棒必须要插到管路的平均流速这一点，才能测量准确。根据体力学，对一个管内流动的流体，其管径的1/4一1/8处为平均流速处，故电极置于这个位置就可以了。

2应用分析

2.1结构特点分析

        图3为插入式的结构图。安装方式，实际上是在工艺管道上开一个孔，在工艺管道上焊上连接套管，然后将流量计插入套管。关键是插多少深，这可预先将连接套管的长度根据工艺管道的尺寸进行刻度，要使极棒端头处于工艺管道平均流速的位置。由于插入式极棒长度是固定的，故管道越粗，连接套管露出在管道外部的长度应越短，则探头插入管道内越深(达到管径的1/4一1/8处)，如连接套管长度为86mm，则DN50的管道其连接套管应焊在76mm长的地方，则极棒深入管道内10mm(包括壁厚);若DN为300mm，则管道连接套管应焊在42mm的地方，则极棒插入深度为44mm(包括壁厚)。以上极棒端均处在管道的1/4一1/8D处，见图4连接套管的尺寸示例。

1一连接套管2一密封圈3一传感器4一连接螺纹5一接地电缆6一接地端7一电缆入口PG13.58一外壳9一空插座10一电源接线端11一接线盒12-磁感应圈和电接点13一电子放大器14-罩壳螺纹15一具有密封圈的罩壳

 

2.2价格比较分析

        每一种类型插入式的极棒长度是固定的，因而用于小管道、大管道，其流量计的价格是一样的。而对于非插入式，管径越大，价格越贵，故插入式越是用于大管道越是合算。

        从最近我们的价格调查可看出一般DN<200mm是非插入式价格便宜，在DN200左右;插入式与非插入式价格相似，DN>200则插入式价格优势越来越明显。

 

2.3安装分析

        从图3可知，插入式的安装只要在管道上开一孔(一般Dg40)即可，对一些大管道，尤为方便，特别是埋地管道，可省去在地上挖一大坑(置放流量计)，时间长了，由于地面渗水，埋地管道会使流量计浸入水中，这时可采用浸没型产品。这比孔板、涡街及非插入式电磁流量计方便得多。

 

2.4精度分析

        据资料报道，一般插入式精度为±5%MV(测量值)，而非插入式口径为(φ25～φ300时，精度为±1.5%FS，口径为φ300～φ12000寸，精度为±2.5%FS(FS:满刻度流量)。如果流量仪表流量刻度为100t/h，在50t/h测量时，口径从φ300～φ1200，其精度是相等的。但对高水平产品，非插入式可达±0.4～±0.5%，而插入式为±2～±3%MV，故插入式一般用于精度要求不很高的场合。

 

2.5流速分析

        插入式，流速要求一般应大于1m/s，最好流速为2m/s～3m/s。如流速处于O.5m/s一1m/s，则精度只有±5～±8%。

 

2.6电导率5s分析

        电磁流量计优点很多，但要产生感应电势，流体必须有电导率，这亦是应用限制。不同电磁流量计要求电导率一般从100μs/cm-2μs/cm。据KROHNE的资料，插入式电磁流量计要求电导率≥20μs/cm，能用于一般自来水、工业用水及酸液、碱液等。

 

2.7应用场合分析

        简言之，插入式适用于Dg200的大管道、或地下管道或精度要求不很高的场合，如工业污水、冷却水、城市建设水管的测量。见图5所示。

          明渠的流量测量，一直是比较困难的插入式电磁流量计是一种合适的仪表，安装简单，见图6。如果明渠液位波动较大，则需加液位计，进行液位校准。

 

3应用问题分析

3.1电极清洗问题

        在运用中，电极脏了，影响测量，则需清洗电极。对于插入式，只要将电极从连接套管中抽出清洗即可。如需使电极抽出时管道液位不外流，不影响生产，则可在套管外套上加开关截止阀。电极抽出清洗时，可将阀关死，不使液体通过套管溢出。

 

3.2精度问题

        插入式虽有很多不可替代的优点，但精度标准较低，选用者首先应从工况的允许情况来考虑。再进一步可考虑是否有其他仪表可选用，对大管道系统精度是否可保证，价格、安装等等作一比较，在此不一一详述。

 

3.3直管段

        为了检测点的流速比较稳定，插入式电磁流量计的检测点的前后亦需直管段。一般，上游10D下游5D即可。