热水流量计的作用及应用

摘要：热水流量计是一种测量导电液体体积流量的测量仪表。热水流量计能够精确测量各种导电流体和固液二相体的体积流量，自从上个世纪50年代已经开始被广泛应用于化工、环保、医药以及食品制造等各个领域。近年来，随着我国经济的发展和科学技术的进步，热水流量计得到了越来越普遍的应用和推广。本文以热水流量计的测量原理为突破口，从热水流量计的结构、选择与安装三个方面对热水流量计的作用进行了简要分析。

热水流量计是根据法拉*电磁感应定律来测量导电介质液体的体积流量的测量仪表。热水流量计的变送器内有涂层或衬里，对原水、污水以及工业生产用的各种酸碱溶液的流量均能进行测量，并且检测过程中不受被测量介质的温度、压力以及流动状态等变化的影响，具有一定的稳定性和可靠性，测量范围宽、适用范围广。

一、热水流量计的测量原理

热水流量计是一种导电液体体积流量的测量仪表，其测量是根据法拉*电磁感应定律进行的。我们已经知道，导体在磁场中作切割磁力线运动时导体自身会产生一定的感应电势。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电*上产生感应电势。根据右手定则可以判定感应电势的方向，根据以下公式可以计算出感应电势的大小：

Ex=BDv （1）

在以上公式中，Ex代表导体的感应电势；B表示磁感应强度；D代表测量管道的内部直径；而v则代表液体的平均流速。又因为体积流量qv等于流体的流速v与管道的截面积（πD）/4的乘积，因此，将（1）代入，可以知道：

Qv=（πD/4B）*Ex （2）

根据（2）式可知，在管道直径D与磁感应强度B两个量不变的情况下，被测导电液体的体积流量与感应电势呈线性关系。在这种情况下，在管道两侧各插入一根电*，此时可以引入感应电势Ex，根据公式（2）测量此时的感应电势大小，就可以求得导电液体的体积流量。这就是电磁流量计的测量原理。

二、热水流量计的应用

（一）热水流量计的结构

1.测量管

热水流量计是用来测量日常生活用水和各种工业用水的体积流量的仪表，考虑到被测液体的腐蚀性，测量管的内部一般都会加上衬里材料。

2.励磁系统

为了克服脉冲DC励磁、高频励磁、低频励磁等励磁方式的缺点，使得测量不受流量噪声的影响，有的厂家已经生产出双频励磁的励磁方式。采用这种励磁方式的热水流量计抗噪声能力强，具有测量精度高、响应速度快等优点。

3.检测部分

热水流量计的检测部分主要由电*和干扰调整部分构成。采用热水流量计进行体积流量测量的液体有些具有腐蚀性，电*要与被测液体直接接触，因此电*的选择必须具有较强的抗腐蚀性。

4.变送部分

由于热水流量计的变送器的主要作用是将传感器的信号转换成与被测液体的体积流量成正比的标准信号输出出去，因此变送器必须具有较高的稳定性、较准确的精度以及较强的抗干扰能力。

（二）热水流量计的选择

简单地说，热水流量计主要是由传感器和变送器两部分构成的。由于变送器可以根据传感器进行调整，因此电磁流量计的选择实际上就是传感器的选择。热水流量计传感器的选择，应该考虑以下几个因素：

1.口径和量程

正常流量保持在*大流量的50%-70%之间，流速一般选择2-4m/s为宜。流速确定以后，我们可以根据公式q=πD2v/4来确定口径。

2.腐蚀性

考虑到被测液体的腐蚀性，测量管的内部一般都会加上衬里材料。在传感器的选择中，我们应该根据各种被测液体腐蚀性的不同选择不同的内衬和电*材料。

3.介质

热水流量计是用来测量各种导电介质液体的体积流量的仪表，其测量是根据法拉*电磁感应定律进行的。由于介质必须具有导电性才能够切割磁力线，因此热水流量计不能测量蒸汽、石油以及气体等非导电流体的流量，这是我们需要注意的。

4.温度和压力

被测液体的温度可能会对电磁流量计造成一定的影响，因此我们应该根据温度的不同选择不同内衬的流量计。另外，热水流量计的使用压力也不能够超过流量计自身的耐压。

（三）流量计的安装

1.安装场所的要求

电磁流量传感器外壳防护等*为IP68，对电磁流量计的安装场所必须严格要求。*先，根据被测液体的不同选择不同的安装场所。混合相流体的测量应该选择那些不会引起混合液体相互分离的场所进行，双组分液体的测量则应该避免将电磁流量传感器安装在混合尚未均匀的下游，而那些测量化学反应的管道则需要将传感器安装在反应充分完成段的下游。其次，电磁流量传感器的安装应该避开那些电磁干扰较大以及周围具有高浓度、腐蚀性较强的气体的场所。*后，阳光直照和震动对电磁流量的使用也具有不良影响，因此传感器的安装应该尽量避开有阳光直照和震动大的场所。

2.热水流量计的接地

热水流量计传感器及介质必须具有相同的电势，才能避免电*遭到腐蚀性破坏，保证测量结果的精准度，这就是所谓等电势。等电势的形成，是通过在传感器内安装的参考电*来保证的。如果被测液体在无衬里并接地的金属管中流动，可以通过连接到变送器的外壳来满足接地要求；如果管道材料不具有导电性，就必须使用接地环，满足测量要求。

结语

研究表明，热水流量计可测量电导率≥1μs/cm的各种具有导电性的液体的体积流量，可测流量范围大。目前，因其独特的优点，热水流量计已经被广泛应用于食品、化纤、造纸、矿冶、给排水、制药等各个工业生产领域当中。随着经济的发展和科学技术的进步，专业技术人员在热水流量计功率损耗的降低、抗电磁干扰能力的增强以及耐高温高压性能的提高等方面不断进行探索，热水流量计将会在更多领域得到更广泛地推广与应用，给现代化工业生产及人们的日常生活带来更多的便利。