關於（yú）智能型電（diàn）磁流量計（jì）的特點及與自（zì）來水電（diàn）磁水表如何區別的（de）

在工業生產領域有一種流（liú）量計使用量（liàng）特別大，適合用（yòng）來測量的（de）介質種類也特別（bié）多，但要求介質（zhì）具（jù）有導（dǎo）電性，有一定的介電（diàn）常數，這（zhè）就是我們常見的電磁（cí）流（liú）量（liàng）計。市政供水上有一種新型水（shuǐ）表叫電（diàn）磁（cí）水表，實際上（shàng）電磁水表（biǎo）也是（shì）一種（zhǒng）電磁（cí）流量計，由於（yú）供水行業的特殊性（xìng），針對（duì）於供水行業的工（gōng）況（kuàng）要求，專門設計了一款專門用於供水流量測量的電磁流量（liàng）計（jì），這就是電（diàn）磁水（shuǐ）表。因此，電磁水表不同於一般的電磁流量計，它（tā）們的區在哪（nǎ）裏（lǐ），對於生產製造企業來說，熟悉電磁（cí）流量計與電（diàn）磁水表的相同點（diǎn）和不同點，對於兩類產（chǎn）品的設計（jì）與**具有（yǒu）得要的意義。本文不僅介紹了電磁流（liú）量計的（de）原理、用（yòng）途及優缺點，從使用領域、精度、口徑、量（liàng）程範（fàn）圍(計（jì）量流速（sù）範圍)及量程遷移、重複性、供電方式(功耗)、采樣速率、管道結構與（yǔ）測量（liàng）直管段、儀表（biǎo）通信（xìn）和（hé）使用環境等十個方麵分（fèn）析電磁流量計（jì）和電磁（cí）水表的區別。    

   電磁（cí）流量計是一種基於法拉第電磁感應原理設計製造的計量導電介質體（tǐ）積流量的速度式儀表（biǎo）。通常電磁流量計與介質接觸的內腔部位為一個圓筒（tǒng）形直管，一對測量電極鑲嵌（qiàn）在中部，呈（chéng）對（duì）稱（chēng）分布（bù），電極與介質（zhì）間的部位為一對直徑為（wéi）6～10mm的圓餅狀薄（báo）金屬，其伸出部分厚度（dù）僅2～4mm，幾乎不影（yǐng）響流（liú）態的變化。這種簡單的無（wú）可動部（bù）件的內腔結構（gòu），猶如一（yī）根普通的圓筒形（xíng）流體管道，因而不產生任何壓損，也不（bú）會被某（mǒu）些介質中的懸浮物及固態雜（zá）質所阻塞。電磁流量計產生的電極（jí）信號幅度與流體的流速成（chéng）正比，因而電（diàn）信號經放大處理後得到（dào）的流量（liàng）數據（jù），線性度非常理想。電（diàn）磁（cí）流量計測量精（jīng）度（dù）高、量程比寬、重（chóng）複性（xìng）和線性均（jun1）十分優良;通常可測量流速在0.4～12m/s範圍的各（gè）種導電（diàn）介質;可（kě）以（yǐ）雙向計量;測（cè）量介（jiè）質可（kě）以是（shì）單一溶液，也可以是固、液混合物，也允許有氣泡(氣泡和固態物質將（jiāng）增加計量介質體（tǐ）積流量的（de）誤差)。

    電（diàn）磁流量計（jì）**應用於各類導電介質（zhì）的計量，如清水（shuǐ）、汙水、液（yè）態酸、堿、鹽（yán）、液態（tài）有機（jī）化工產品、食品工業（yè）中的醬油、醋及酒類等。混（hún）有塊狀（zhuàng）果肉的蘋果醬（jiàng）、混有沙（shā）石的混（hún）凝土，這些漿狀（zhuàng）混合物也可以計量（liàng），隻是各種腐蝕性強的介質需配置耐腐蝕的工程材料，如橡膠、聚四（sì）氟乙烯、尼龍等做（zuò）流量計的內（nèi）襯。混有氣泡和固（gù）態（tài）物質的（de）醬料需采用特殊（shū）的計算方法來減少計（jì）量（liàng）的誤差（chà）。

     一般的電磁流量計由於電路複雜、勵磁功率較大（dà），整機功耗需15～25V·A，因（yīn）而需市電(AC220V)或專用的安全（quán）電源(DC24V)供電（diàn）。隨著電子技術（shù）突飛猛（měng）進的發（fā）展，電磁流量電信號的（de）處（chù）理已（yǐ）由2～3mV精密到0.1mV，動態分辨（biàn）率（lǜ）可以低（dī）至±0.00003mV，這種新技術功耗極低，完全可以電（diàn）池供電（diàn）。由此產（chǎn）生（shēng）了電磁水表的概念——一（yī）種僅計量清水、內部采用鋰電池供電的（de）長壽命智能型（xíng）電磁流量計，由於市場定位和使用要求不同（tóng），兩者存在（zài）較大的區別，大致的區（qū）別表（biǎo）現在（zài）以（yǐ）下幾（jǐ）個方（fāng）麵。

　　1  應用領域

　　(1)電磁流量計（jì）使用（yòng）**，適用（yòng）於工業生產中各種（zhǒng）導電介質的流量連（lián）續計量和生產工藝控製領域、科學研究的計量測控領域。

(2)電磁（cí）水表以計量（liàng）清水、原水為主。在市政領（lǐng）域得到（dào）**使用（yòng），主要解（jiě）決水源和城鄉供水的計（jì）量（liàng）、統計、分析、結算功能。

        2  精度

　　(1)電磁流（liú）量計的精度通常為±0.5%，***的可達到±0.2%、±0.3%。

(2)電（diàn）磁水表的精度（dù）一般（bān）為Ⅱ級(Q2～Q4±2%，Q1～Q2±5%)，***的可（kě）達到I級(Q2～Q4±1%，Q1～Q2±3%)。

　 　3  口徑

(1)電（diàn）磁（cí）流量計（jì）生產廠商（shāng）大都（dōu）可以提供DN20～DN500的產品，規模較大的（de）**廠商（shāng）可以提（tí）供（gòng）DN10～DN3000的電磁流（liú）量計，DN25～DN600規格的（de）應用數量多（duō）。(2)市場（chǎng）應用多的電磁水（shuǐ）表（biǎo）口（kǒu）徑（jìng）在DN50～DN300，少（shǎo）數**的跨國**廠（chǎng）商能生產DN25～DN800口（kǒu）徑的（de）全係列（liè）電磁水表。

        4    量程（chéng）範圍(計量流速範圍)及量程遷移

        (1)電磁流量計的介質流速測量範圍通常（cháng）為0.4～12m/s，通常用（yòng）Qmax和Qmin來定義計量範圍，Qmax/Qmin(量（liàng）程（chéng）比)一般在20～25範圍，Qmin～Qmax應保證（zhèng）精度。如DN100的0.5級表，在（zài）量程（chéng）比20的情況下，在（zài）10m3/h(Qmin)至（zhì）200m3/h(Qmax)流量範圍（wéi）內，均（jun1）應保證±0.5%的（de）精（jīng）度。作為電磁流量計，考（kǎo）慮使用的經濟性，常將Qmax選在（zài）6.5～8.5m/s流速範圍內，如上述（shù）Qmax為200m3/h的（de）DN100電磁流量計，其（qí）Qmax流速為7.07m/s。廠商（shāng）可以自行規定各種口徑的Qmax流速，例如某型DN100電磁流（liú）量計（jì），其0.5級（jí）產品的Qmax為（wéi）200m3/h，Qmax/Qmin≥25;Qmax的流速為7.07m/s，在8～200m3/h量程範圍內（nèi）的（de）誤差小於±0.3%。所謂“量（liàng）程遷移”，是指（zhǐ）該台電（diàn）磁流量（liàng）計在某種工藝現場，其流量計量範圍要調整（zhěng）到4～80m3/h，且其電流（liú）輸出（chū）的4mA對（duì）應流量是4m3/h，20mA輸出時對應的測量值為80m3/h。即將這台（tái）電磁流量計的計（jì）量範圍（wéi）由標稱的（de）10～200m3/h，通過菜（cài）單（dān）改變（biàn）參數，“遷移”至4～80m3/h。當然，經過這樣的量程遷移4～10m3/h流量段的測量精度將超出±0.5%的精度要求。通常（cháng），電磁（cí）流量計的計（jì）量上限（xiàn）流量點，可“遷移”的流速範圍為1～10m/s。選用電磁流量計的（de）口徑，要（yào）兼（jiān）顧經濟流速（sù）2.5～4.5m3/h和工藝要求（qiú）。

       (2)電磁水表（biǎo）的高測量流速可達15m/s，通常電磁水表的流（liú）量點Q3選在12.5～13.5m/s流速上（shàng）。電磁水表的量程範（fàn）圍參照冷水（shuǐ）水（shuǐ）表標準，是一種強製（zhì）執行的（de）標準。眾（zhòng）所周知，冷水（shuǐ）水表（biǎo）的流量範圍可由Q1(小（xiǎo）流量)、Q2(分（fèn）界流量)、Q3(常用（yòng）流量)、Q4(大流量（liàng）)來表述，一般情況下，其流量計量（liàng）特（tè）性可（kě）由量（liàng）程比（bǐ）Q3/Q1(Ｒ值)，Q4/Q3=1.25，Q2/Q1=1.6來反映（yìng）。目前跨（kuà）國（guó）****廠商的（de）電磁水表（biǎo），其Q3/Q1可達400。如西門（mén）子Ⅱ級DN100電磁水表，Q3=250m3/h(流速為13.48m/s)，Q4=312.5m3/h(流速為（wéi）16.85m/s)，Q3/Q1=400，Ｒ2/Q1=1.6，Q2=1.0m3/h，Q1=0.63m3/h。電磁水（shuǐ）表沒有“量程遷移”的概念，它的計量範圍在（zài）始（shǐ）動流量（liàng）QS至大（dà）流量Q4之間，選用電磁水表的口（kǒu）徑，主要應考慮滿足經濟流速。

　　5重複性

　　(1)對（duì）於（yú）電磁流量（liàng）計，重（chóng）複性是重要（yào）的技術指標之一，其（qí）重複性指標（biāo）通常為精度的1/3，例如（rú）0.5級精（jīng）度（dù）的電磁流量計（jì），其重複性應優於±0.16%;0.2級（jí）表（biǎo）的（de）重複性應優於±0.06%。

(2)電磁水表（biǎo）並（bìng）不把（bǎ）重複性作為一項考核的質量（liàng）指標，它僅是一項設計和實驗指標（biāo）。電（diàn）磁（cí）水表（biǎo）重要的（de）技（jì）術指標為精（jīng）度（dù），低的始動（dòng）流量，Q1流（liú）量（liàng）點（diǎn）和量程（chéng）比(Q3/Q1)。當然，對於流量計來講（jiǎng），兩者均能保（bǎo）證長期連（lián）續的（de）穩定運行是十分重要的。

　　6供電方（fāng）式(功（gōng）耗)

　　(1)通（tōng）常電磁流（liú）量計的（de）處理速率快、處理精度高，控製要求快速、穩定、準確。因（yīn）電磁流量計（jì）和（hé）外界信息交流方式複雜(輸（shū）出4～20mA電流信號、0～10KC頻率（lǜ）信號、ＲS-485通信、開關量控製等)，隔離程度高，因而（ér）電子線路多用大（dà）量的高速電子元件，功耗可（kě）達15～25V·A，這（zhè）必須由市電(AC220V)和專用外電源(DC24V)供電（diàn）。因而抗幹擾、光電（diàn）隔離、電磁隔（gé）離（lí）等防止電源的強電（diàn）磁衝擊等技（jì）術措施十分必要（yào）。

(2)電磁水表的采樣速率（lǜ）比較慢，電（diàn）子線路由**的低功耗、超低功耗的集成（chéng）電路為主，計算方法為特殊的（de）高效省電方式，因（yīn）而功（gōng）耗極低（dī），可以由內部電池（chí）來（lái）連續長期供電。這要求電磁水（shuǐ）表的電池（chí）工（gōng）作壽命至少為5～6年，現（xiàn）在也有8～10年的產（chǎn）品。對於電磁水表而（ér）言，降低功耗、提高（gāo）電池工作壽命是一項難（nán）度很大的挑戰。

　　7采樣（yàng）速率

　　(1)電磁（cí）流量計的計量實時性要（yào）滿足工（gōng）業控（kòng）製的工（gōng）藝要求，其特點為**及高速，因（yīn）而采樣處理（lǐ）速率普遍要求高於100ms/次。

(2)電（diàn）磁水表（biǎo）的采樣速率（lǜ）在1～30s/次範圍，就可以得（dé）到計量的流量數據，況且采樣（yàng）速（sù）率低，功耗也越低;通常采（cǎi）樣速（sù）率在15s/次（cì）時，內部配備的電池可保證（zhèng）連續計量6年。

　　8管道（dào）結構（gòu）與測量直管段

　　(1)電磁（cí）流量計可（kě）以由市電供電，因而電（diàn）子元器（qì）件和電子線路（lù）的選擇受功耗的影（yǐng）響小，選擇範圍廣;數百毫（háo）安（ān）的勵磁電（diàn）流使（shǐ）傳感器的（de）信（xìn）號輸（shū）出幅度也較大，因（yīn）而不必對流體額外加速以增強信號幅值。電磁流量計的測量腔（qiāng）為直（zhí）管，工藝簡（jiǎn）單，加工成（chéng）本低（dī），是電磁流量計測（cè）量腔（qiāng）體（tǐ）的（de）普遍（biàn）設計方式。直（zhí）管結構幾（jǐ）乎不（bú）會引起被測流場的（de）紊亂，測量的流速基本（běn）為經濟流速(高流速低於（yú）8m/s左右（yòu）)，高速采（cǎi）樣率又可及時修正各（gè）種流場變化帶來的誤差，所以電磁流（liú）量計的直管（guǎn）段（duàn）為前5D和後（hòu）3D就可以（yǐ）滿足計量的精度要求。

　　(2)電磁水（shuǐ）表使（shǐ）用內（nèi）裝的（de）鋰電池供電，降低功耗、延長工作壽（shòu）命是其設計任務的（de）關鍵，因（yīn）而隻能（néng）采用較（jiào）低的勵磁電流(通常它（tā）的勵磁電流僅為電（diàn）磁流（liú）量計的1/10，甚至（zhì）更低)，這樣傳感器的有效輸出信號幅（fú）值就很微弱。電磁（cí）水表**人員通常用兩種方法來增強信號:一是提高信號的放（fàng）大倍數;二是將（jiāng）測量段縮徑，人為提（tí）高（gāo）介質流速，這（zhè）將大幅（fú）提升流量信號。因此，電磁水（shuǐ）表（biǎo）的測量腔體（tǐ）幾（jǐ）乎都采用縮徑工藝，一般縮（suō）徑為原標稱口徑的70%～80%，縮徑率以不（bú）顯著影響儀表的壓損並（bìng）且不顯著改變流（liú）場的穩定（dìng）為原則。

電（diàn）磁流量（liàng）計

　　電磁水表（biǎo）的縮徑工藝（yì）加大了（le）製造難度（dù），增（zēng）大了（le）壓力（lì）損（sǔn）失，太大（dà）的縮徑也會擾亂流場的（de）穩（wěn）定，因此製造（zào）商要綜合考（kǎo）慮縮徑和流場穩定對計（jì）量的影響。

電磁水表的采樣速率比較慢，信號又很微弱，這樣計算處（chù）理需要的（de）穩定時間比較長，這也（yě）需要遠比電磁流量（liàng）計更穩定的流（liú）速，考（kǎo）慮到縮徑的因素，一般（bān）電（diàn）磁水（shuǐ）表（biǎo）的前後直管段選擇要（yào）比電（diàn）磁流量計（jì）嚴（yán）格（gé）。為保證計量（liàng）精度（dù），電磁水表通常需（xū）要前10D和後（hòu）5D的直管（guǎn）段。

　　9儀表（biǎo）通信

　　(1)電磁流量計（jì）使用**，計量方式和流（liú）量（liàng）控製方式種類繁雜，因而（ér）通信（xìn）方式比較豐富，一般生產廠商（shāng）都有下述配置:①定量（liàng）脈衝輸出，如輸出一個脈衝代（dài）表1m3/h流量(可選0.1m3/h，甚至0.01m3/h)。②頻率輸出，表示（shì）輸出0～10kHz頻率（lǜ）範圍代表0～Qmax流量。③輸出（chū）4～20mA電流，通常（cháng）表示瞬時量為Qmin～Qmax。近幾年設計的4～20mA電流模擬（nǐ）信號，可以同時（shí）進（jìn）行（háng）數字通信（xìn），即（jí）可以進行（háng）HAＲT(協議)通信。④ＲS-485通信（xìn），通常執（zhí）行（háng）ModbusＲTU通信標準（zhǔn）。⑤開關（guān）量（liàng）輸出，一般有1～2路輸（shū）出控製，以執行超流（liú）量上限（xiàn）關閘，超流量下限（xiàn）開閘等工藝控製。

這些通信幾乎（hū）都通過電（diàn）纜連接（jiē）儀表和計算機及控（kòng）製設備，以（yǐ）保證計量和工（gōng）藝控製的（de）、實時、可靠（kào）。

(2)電磁水表（biǎo）主要使用在原水和（hé）居民自來水的計量、統計（jì）、分析和結（jié）算上，幾乎沒有工藝控製要求，內部電池（chí）供應又限製它不能過（guò）多的耗電（diàn），因此通信方（fāng）式（shì）比較簡潔，一般生產（chǎn）廠（chǎng）商都選下述配置中的（de）若幹方式進行通信:①和傳統（tǒng）冷水水表一樣，可以人工抄表，因而都有液晶屏進行流量數據顯示。②開關量（liàng）輸出。③與無線通信裝（zhuāng）置的接（jiē）口，可（kě）通過（guò）無線（xiàn）通信設備（bèi）進行聯（lián）網通（tōng）信。④ＲS-485通信和電磁流量計一樣，通常（cháng）執行ModbusＲTU通信協（xié）議，並且需（xū）要外（wài）部供電(DC24V)，這往往需要4根電纜。東海集（jí）團生（shēng）產的電磁水（shuǐ）表可以（yǐ）采用微功耗技術來進行ＲS-485通（tōng）信（xìn），這種（zhǒng）方式可以使用內部鋰電池進行供電，省掉外供電的2根（gēn）電纜，通信（xìn）隻需2根（gēn）電纜（lǎn）連接。⑤紅外通信，這（zhè）是一種功耗（hào）較（jiào）低的（de）無線雙向通信方式，容易滿足安裝在井（jǐng）下和水中的電磁水表的苛刻（kè）的防護要求。

     10  使用環（huán）境

　　10.1溫度要求

　　(1)電磁（cí）流量（liàng）計使用場合**，通常在－20～55℃的（de）溫度環境中可連續、穩定、可靠地工作。某些（xiē）特定領域（yù），甚至能在（zài）70℃高（gāo）溫條件下正常運行（háng）。

(2)電磁（cí）水表一般（bān）隻（zhī）能在0.1～55℃的溫度環（huán）境中連續工作，設（shè）計和性能（néng）試驗時，需考慮夏（xià）日高溫直射的炙烤影響（xiǎng）。

　　10.2維護要求（qiú）

　　(1)電磁流量（liàng）計（jì）通常由（yóu）**人員（yuán）維護和保（bǎo）養，且往往有周（zhōu）期性(1年左右)的測試和維護。

(2)電磁水表檢測周期較長(2年左右（yòu）)，平時（shí）幾乎處於無監管狀態，大口徑表數據值對計量結算影響巨大，因而對其設計、測（cè）試（shì）和生產製造的質量要（yào）求更高

　　10.3防護要求

(1)電磁流量計使用**，運行環（huán）境（jìng）複雜（zá），因而生產廠（chǎng）商針對不同的使用環境設（shè）計了不同的保（bǎo）護（hù）方法供用戶選擇，如采用IP66標準的通用型（xíng）電磁（cí）流量計，僅能防護（hù）雨水的（de）淋（lín）落;高溫高（gāo）濕環境使（shǐ）用要采用特殊的密封耐（nài）高（gāo）溫設計（jì）;潛（qián）水型電磁（cí）流量（liàng）計要按IP68標準設計防（fáng）護外殼（ké），某些（xiē）危險場（chǎng）合(如紡織廠（chǎng）、麵（miàn）粉加工廠、化工廠、煤礦、易燃易（yì）爆場（chǎng）所)使用的電磁流量計，必須按（àn）照（zhào）隔爆（bào）標準來設計（jì）外殼防護。所（suǒ）以電磁流量計（jì）生產廠商通常（cháng）會（huì）按照用戶的使用環境條件（jiàn），提供相（xiàng）適（shì）應的（de）防護方式產（chǎn）品。

　　(2)電磁水表測量介（jiè）質比較單一，主要是（shì）潔淨的原（yuán）水(如輸送的江、河、湖（hú）泊之（zhī）水，井水及地下水)和市政供應的清潔自來水，所用場合幾（jǐ）乎無（wú）危險性或爆炸（zhà）性粉塵，使用環境溫度差不是太（tài）大，看似（sì）其防護要（yào）求比較容易解決，而（ér）實際（jì）上電磁水表往往安裝在井下潮濕場所，管道滲漏及（jí）雨雪天氣又可將（jiāng）電磁水表泡（pào）在水中，要防止電磁水（shuǐ）表機殼（ké）密封處和通信電纜（lǎn）進線處的水滲漏（lòu）十分重（chóng）要（yào），所以電磁水表均按潛水型設計外（wài）殼保（bǎo）護，為提高防護質量，至少需要達到1m水深7天的試驗要求，其防（fáng）護應執（zhí）行IP68標準2m水深10天（tiān）以上的要（yào）求。電磁（cí）水表外（wài）殼防（fáng）護目前按2m水深30天的IP68標準製造，並且（qiě）正在考慮將防護試（shì）驗要（yào）求提高到10m水深30天，以達到6年以上防護壽（shòu）命（mìng）。