關於智能型電磁流量計的特點及（jí）與自來水電磁水表如何區別的

在工業（yè）生產領域有一種流（liú）量（liàng）計（jì）使（shǐ）用（yòng）量特別大，適合用來測量的介質種類也特別多，但要求介質具有導電性，有一（yī）定的介電常數，這就是我們常見的電磁流（liú）量計。市（shì）政供（gòng）水上有一種新（xīn）型水表叫電磁水表，實際上電磁水表也是一種（zhǒng）電磁（cí）流量計（jì），由於供水行業的特殊性（xìng），針對於供水行（háng）業（yè）的（de）工況要求，專門設（shè）計了一款（kuǎn）專門用於供水流量測量的電磁（cí）流量計，這就是電磁水表。因（yīn）此，電磁（cí）水表不（bú）同於一般的電磁流量計，它（tā）們（men）的區在哪裏，對於生產製造企業（yè）來說，熟悉電磁流（liú）量計與電磁水（shuǐ）表的相（xiàng）同（tóng）點和不（bú）同點，對於（yú）兩類產品（pǐn）的設（shè）計與**具有得要的（de）意義。本文不僅介紹了電磁（cí）流量計的原理、用途及優（yōu）缺點，從使用領域、精度、口徑、量程（chéng）範圍(計量（liàng）流速（sù）範（fàn）圍)及量程遷移、重複（fù）性、供電方式(功耗)、采樣速率、管道結構與測（cè）量直管段、儀表通信（xìn）和使用環境等十（shí）個方麵分（fèn）析電磁（cí）流量計和電（diàn）磁水表（biǎo）的（de）區別。    

   電磁流量（liàng）計是（shì）一種基（jī）於法拉第電磁感（gǎn）應原理設計製造（zào）的計（jì）量導電介質體積流量的速度（dù）式儀表。通常電磁流量計與介質接觸的內腔部位為（wéi）一個（gè）圓筒形直管，一對測量電極鑲嵌在中（zhōng）部，呈對稱分（fèn）布，電（diàn）極與介質間的部位（wèi）為一對直徑為6～10mm的圓餅狀薄金屬（shǔ），其伸出部分厚度僅2～4mm，幾（jǐ）乎（hū）不影（yǐng）響流態（tài）的變化（huà）。這種簡單的無可動部件的內腔結（jié）構，猶如一根普（pǔ）通的圓筒形流體管（guǎn）道，因而（ér）不產生任（rèn）何壓損，也（yě）不會被某（mǒu）些（xiē）介質（zhì）中的懸浮物及（jí）固態雜（zá）質所阻塞。電磁（cí）流量（liàng）計產生的電極信號幅（fú）度與流體的流速成正比（bǐ），因而電信號經（jīng）放大處理後得到的流量（liàng）數據，線性（xìng）度（dù）非常理想。電磁流（liú）量計測量（liàng）精度高、量程（chéng）比（bǐ）寬、重複性和線性均十分（fèn）優良;通常可測量流速在0.4～12m/s範（fàn）圍的各（gè）種（zhǒng）導電介質;可（kě）以雙向計量;測（cè）量介質可以是單一溶液，也可以是（shì）固、液混合物，也允（yǔn）許有氣泡(氣泡和固態物質將增（zēng）加計量介質體積流量的（de）誤差)。

    電磁（cí）流量計**應（yīng）用於各（gè）類導電介質的計量（liàng），如清（qīng）水、汙水（shuǐ）、液態酸、堿、鹽、液態有機化工產品、食品工（gōng）業中的醬油、醋及酒類等。混有塊狀果肉的蘋果醬、混有（yǒu）沙石的混凝土，這些漿狀混合物也可（kě）以計量，隻是各種腐蝕性強的介質需配置耐（nài）腐蝕的工程材料，如橡膠、聚（jù）四（sì）氟乙烯、尼龍等做（zuò）流（liú）量計的內襯。混（hún）有氣（qì）泡和固態物（wù）質的醬（jiàng）料需采（cǎi）用特殊的（de）計算方法來減（jiǎn）少計量的誤差。

     一般的電磁流量計由（yóu）於電路複（fù）雜、勵磁功率較大，整機功耗（hào）需15～25V·A，因而需市電(AC220V)或專用的安全電源(DC24V)供電。隨著電子技（jì）術突（tū）飛猛進的（de）發（fā）展（zhǎn），電磁流量電信號的處理已由2～3mV精（jīng）密到0.1mV，動態分辨率可以低至（zhì）±0.00003mV，這種新技術（shù）功耗極低，完（wán）全可以電池（chí）供電。由此產生了（le）電磁水表的概念——一種僅計（jì）量清（qīng）水、內（nèi）部采用鋰電池供電的長（zhǎng）壽命智能型電磁（cí）流量計，由於市場定位和使用要求（qiú）不（bú）同，兩者存在較大的區別，大致的區別表現在以下幾個（gè）方麵。

　　1  應用領域

　　(1)電磁流量計使用**，適用於工業生產中各種導電介質的流量連續計量和（hé）生產（chǎn）工藝控製領域、科學研（yán）究（jiū）的計（jì）量測（cè）控領域。

(2)電磁（cí）水表以計量清（qīng）水、原水為主。在市（shì）政（zhèng）領域得到**使用，主要解決水源和城鄉（xiāng）供（gòng）水的計量、統計、分析、結（jié）算功能（néng）。

        2  精度

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

(2)電磁水表（biǎo）的（de）精度一般為Ⅱ級（jí）(Q2～Q4±2%，Q1～Q2±5%)，***的可達到I級(Q2～Q4±1%，Q1～Q2±3%)。

　 　3  口徑

(1)電（diàn）磁流量計生（shēng）產廠商大都可以提供（gòng）DN20～DN500的（de）產品，規模（mó）較大的（de）**廠商可以（yǐ）提（tí）供（gòng）DN10～DN3000的電磁流（liú）量（liàng）計，DN25～DN600規（guī）格（gé）的應（yīng）用數量多（duō）。(2)市場應用（yòng）多（duō）的（de）電（diàn）磁水表口徑（jìng）在DN50～DN300，少數**的（de）跨國**廠商能生產DN25～DN800口徑的全係（xì）列電磁水表（biǎo）。

        4    量程（chéng）範圍(計量流（liú）速範圍)及量程（chéng）遷移

        (1)電磁流量計的介質流速測量（liàng）範（fàn）圍通常為0.4～12m/s，通常用Qmax和Qmin來定義計量範（fàn）圍，Qmax/Qmin(量程比)一般在20～25範（fàn）圍，Qmin～Qmax應保證精度（dù）。如DN100的0.5級表，在量程比20的情況下，在10m3/h(Qmin)至200m3/h(Qmax)流量範圍內，均應保證±0.5%的（de）精（jīng）度。作為電磁流量計，考慮使用的經（jīng）濟（jì）性，常將Qmax選（xuǎn）在6.5～8.5m/s流速範圍內，如上（shàng）述Qmax為200m3/h的DN100電磁流量計，其Qmax流速為（wéi）7.07m/s。廠商（shāng）可以（yǐ）自（zì）行規定各種口徑的Qmax流速，例如某型DN100電磁流量計（jì），其0.5級產品的Qmax為200m3/h，Qmax/Qmin≥25;Qmax的流速為7.07m/s，在8～200m3/h量程範圍（wéi）內的誤差小於±0.3%。所（suǒ）謂“量程遷移”，是指該台電磁流（liú）量計在某種工藝現（xiàn）場，其流量（liàng）計量範圍要調整到4～80m3/h，且其電（diàn）流輸出的4mA對應流量是4m3/h，20mA輸出時（shí）對應的（de）測（cè）量值為80m3/h。即將（jiāng）這台電磁流量計的計（jì）量範圍由標稱的10～200m3/h，通過菜單改變（biàn）參數，“遷移”至（zhì）4～80m3/h。當然，經過這樣的（de）量（liàng）程遷移4～10m3/h流（liú）量段的測量精度將超（chāo）出±0.5%的精度要求。通常，電磁流量（liàng）計的計量上限流量點，可“遷移”的流速範（fàn）圍為1～10m/s。選用電磁流（liú）量計的口徑，要兼顧經濟流速2.5～4.5m3/h和工（gōng）藝要求。

       (2)電磁水（shuǐ）表的高（gāo）測量流速可達（dá）15m/s，通常電磁水表的（de）流量點Q3選（xuǎn）在（zài）12.5～13.5m/s流速（sù）上（shàng）。電磁水表的量程範圍參照（zhào）冷（lěng）水水表標準，是一種強製執行的（de）標準（zhǔn）。眾所周知，冷水水表的流量（liàng）範圍可（kě）由Q1(小流量)、Q2(分界流量)、Q3(常用流量)、Q4(大流量)來表述，一般（bān）情況下，其流量計量特性可由量程比Q3/Q1(Ｒ值)，Q4/Q3=1.25，Q2/Q1=1.6來反（fǎn）映。目前跨國****廠商（shāng）的電磁水表，其Q3/Q1可達400。如西門子Ⅱ級（jí）DN100電（diàn）磁（cí）水表，Q3=250m3/h(流速（sù）為13.48m/s)，Q4=312.5m3/h(流速為16.85m/s)，Q3/Q1=400，Ｒ2/Q1=1.6，Q2=1.0m3/h，Q1=0.63m3/h。電磁水表沒（méi）有“量程遷移”的（de）概念，它（tā）的計量範圍在始動流量（liàng）QS至大流（liú）量Q4之間，選（xuǎn）用（yòng）電磁水表的口徑（jìng），主要應考慮滿足經濟（jì）流（liú）速（sù）。

　　5重複（fù）性

　　(1)對於電磁（cí）流量（liàng）計（jì），重複性是重要的（de）技術指標之（zhī）一，其重複性指（zhǐ）標通常（cháng）為精度的1/3，例如0.5級精度的電磁（cí）流量（liàng）計，其重複性應優於±0.16%;0.2級表的重複性應優於±0.06%。

(2)電磁（cí）水表並（bìng）不把重複性作為一（yī）項考核的質（zhì）量指標，它僅（jǐn）是（shì）一項設計和實驗指標。電（diàn）磁水表重要的技術指標為精度（dù），低的始（shǐ）動流量，Q1流（liú）量點和量程比(Q3/Q1)。當然，對於流量計來講，兩（liǎng）者均能保證長（zhǎng）期連續的穩定（dìng）運行是十分重（chóng）要的（de）。

　　6供（gòng）電方式（shì）(功耗)

　　(1)通常電磁流量計的（de）處理速率快（kuài）、處理精（jīng）度高，控製要求快速、穩定、準確。因電磁流量計和外界信息交（jiāo）流方式複（fù）雜(輸出4～20mA電流信號、0～10KC頻（pín）率信號、ＲS-485通信、開關（guān）量控製等（děng）)，隔（gé）離程度高，因而電（diàn）子線路多（duō）用大量的高速電子（zǐ）元件，功耗（hào）可達（dá）15～25V·A，這必須（xū）由市電(AC220V)和專（zhuān）用外電源(DC24V)供（gòng）電。因而抗（kàng）幹擾、光電隔離、電磁隔離等防止電源的強電磁衝擊等技術措（cuò）施十（shí）分必要。

(2)電磁水（shuǐ）表的采樣速（sù）率比較慢，電子線路（lù）由**的（de）低（dī）功耗、超低（dī）功耗（hào）的集（jí）成（chéng）電路為主（zhǔ），計算方法為（wéi）特殊的（de）高效省電方式（shì），因而功耗極低，可以由內部電池來連續長期供電。這要求（qiú）電磁水表的電池工作壽命至少為5～6年，現在也（yě）有（yǒu）8～10年的產品。對於電（diàn）磁水表（biǎo）而言，降低功耗、提高電池工作壽（shòu）命是（shì）一項難度很大的挑（tiāo）戰。

　　7采樣速率（lǜ）

　　(1)電磁流量計的計量（liàng）實時性要滿足工業控（kòng）製的工藝（yì）要求，其特點為**及高（gāo）速，因而（ér）采樣處（chù）理速率普遍要求高於100ms/次（cì）。

(2)電磁水表的采樣速率在1～30s/次範圍，就可以得到計量的流量數據，況且采樣速率低，功耗也越低;通（tōng）常采樣速率在（zài）15s/次時，內部配備的電池可保證連續計量6年（nián）。

　　8管道（dào）結（jié）構與測（cè）量直管段

　　(1)電磁流量計（jì）可（kě）以由市電供電（diàn），因（yīn）而電（diàn）子（zǐ）元（yuán）器件（jiàn）和電子線路的選擇（zé）受（shòu）功耗的（de）影響小，選（xuǎn）擇（zé）範圍廣;數百（bǎi）毫安（ān）的（de）勵（lì）磁電流使傳感器的信號輸出幅（fú）度也較大（dà），因而不必對流體額外加速以增強信號（hào）幅值。電（diàn）磁流量計的測量腔為直管，工藝（yì）簡單（dān），加工成本低，是電磁流量計（jì）測量腔體的普遍設計（jì）方（fāng）式。直管結構幾乎不會引起被測流（liú）場的紊（wěn）亂，測量的流（liú）速基本為經濟流速(高流速低於（yú）8m/s左右)，高速采樣率又（yòu）可及（jí）時修正（zhèng）各（gè）種流（liú）場（chǎng）變化帶來的誤差（chà），所以電磁流量（liàng）計的直管段為前5D和後3D就可以（yǐ）滿足計量的精度要求。

　　(2)電磁水表（biǎo）使用內裝的（de）鋰電池供電，降（jiàng）低功耗、延（yán）長工作壽（shòu）命是其設計任務的關（guān）鍵，因而（ér）隻能采用（yòng）較低的勵磁電流(通常它的勵磁電流僅為電磁流量計的1/10，甚至（zhì）更低)，這樣傳感器（qì）的有效輸出信（xìn）號幅值（zhí）就（jiù）很微弱（ruò）。電磁（cí）水表**人（rén）員（yuán）通常用兩種方法來增強（qiáng）信號:一是提高信號的放大倍數（shù）;二是將（jiāng）測量段縮徑，人為提（tí）高介質流速，這將大幅提升流量信號（hào）。因（yīn）此，電磁水（shuǐ）表的測量腔體幾乎都（dōu）采用縮徑工（gōng）藝（yì），一（yī）般縮徑為（wéi）原（yuán）標稱口徑的70%～80%，縮徑率以不顯著影響儀表的壓損並且不顯著改變流場（chǎng）的穩定（dìng）為原則。

電磁流（liú）量計

　　電磁（cí）水（shuǐ）表的縮（suō）徑工（gōng）藝加大了製（zhì）造（zào）難度，增大了壓（yā）力（lì）損（sǔn）失，太大的（de）縮徑也會擾亂流（liú）場的穩定，因（yīn）此製造（zào）商（shāng）要（yào）綜合考慮縮徑和流（liú）場穩定對計量的影響。

電磁（cí）水表的采樣（yàng）速率比較慢，信號（hào）又（yòu）很微弱，這樣（yàng）計算（suàn）處理（lǐ）需要（yào）的穩（wěn）定時間比較長，這（zhè）也需要遠比電磁流量計更穩定的流速，考慮（lǜ）到縮徑的因素，一般電磁水表的（de）前後直（zhí）管（guǎn）段（duàn）選擇（zé）要比電磁流量計嚴格。為保（bǎo）證（zhèng）計量精度（dù），電磁水表通常需要前10D和後（hòu）5D的直管段。

　　9儀（yí）表通信

　　(1)電（diàn）磁流量（liàng）計使用（yòng）**，計量方式和流量控（kòng）製方式種類繁雜，因而通信方式比（bǐ）較（jiào）豐富，一般生產廠商都有下述配置:①定量脈（mò）衝輸出，如輸出一個（gè）脈衝代（dài）表1m3/h流量（liàng）(可選（xuǎn）0.1m3/h，甚至0.01m3/h)。②頻（pín）率輸（shū）出，表示輸出0～10kHz頻率範圍代（dài）表0～Qmax流（liú）量。③輸出4～20mA電流，通常表示瞬時量（liàng）為Qmin～Qmax。近幾年設計的4～20mA電流模（mó）擬信號，可以（yǐ）同時進行數（shù）字（zì）通信，即可以進行HAＲT(協（xié）議)通信。④ＲS-485通信，通常（cháng）執行ModbusＲTU通信標準（zhǔn）。⑤開關量輸出，一般有1～2路輸出控製，以執（zhí）行（háng）超流量（liàng）上限關（guān）閘，超流量下限開（kāi）閘等（děng）工藝控製。

這些通信幾乎都通過（guò）電纜連接儀表和計算（suàn）機及控製設備，以保證計量和工藝控製的（de）、實時、可（kě）靠（kào）。

(2)電磁水表主要使用在（zài）原水和居民（mín）自（zì）來水的計（jì）量、統計（jì）、分析（xī）和（hé）結算上，幾（jǐ）乎沒有工（gōng）藝（yì）控製要求，內部電池供應又限製它不能過多的耗電，因（yīn）此通信方（fāng）式比較簡潔（jié），一般生（shēng）產廠商都（dōu）選下述（shù）配置中的若幹（gàn）方式進行通信:①和傳統冷水水表一樣，可以（yǐ）人（rén）工抄（chāo）表，因而都有液晶屏進行流量數據顯示。②開關量（liàng）輸出。③與無線通信裝置的接口（kǒu），可（kě）通（tōng）過無線通信設備（bèi）進行聯網通信（xìn）。④ＲS-485通信和電磁流（liú）量計一樣，通常執行ModbusＲTU通（tōng）信協議，並且需（xū）要外部供電(DC24V)，這往往（wǎng）需（xū）要4根電纜。東海集團生產的電磁（cí）水（shuǐ）表可以采（cǎi）用微功（gōng）耗技術來進行ＲS-485通信，這種方（fāng）式可以（yǐ）使用（yòng）內部（bù）鋰電池進行供電，省掉外供（gòng）電（diàn）的2根（gēn）電纜，通信隻需2根（gēn）電纜連（lián）接。⑤紅外通信，這（zhè）是一種功耗較低（dī）的無線（xiàn）雙向通信方式（shì），容易滿足安裝在（zài）井（jǐng）下和水中的電磁水表的苛刻的防護要（yào）求。

     10  使用環境（jìng）

　　10.1溫度要求

　　(1)電磁流（liú）量計使用（yòng）場（chǎng）合**，通常在－20～55℃的（de）溫度環境（jìng）中可連續、穩定、可靠地工作。某些特（tè）定領域，甚至能在70℃高溫條件（jiàn）下（xià）正（zhèng）常運行（háng）。

(2)電（diàn）磁水表一般（bān）隻能在0.1～55℃的溫度環境中連續工作，設計和性能試驗時，需考慮夏日高溫（wēn）直（zhí）射的炙烤影響。

　　10.2維護要求

　　(1)電磁流量計通常由**人（rén）員維護和（hé）保養，且往往有周期性(1年左右)的測試（shì）和（hé）維護。

(2)電磁（cí）水表檢測周（zhōu）期較長（zhǎng）(2年左右)，平時幾乎處（chù）於無監管狀態，大口（kǒu）徑表數（shù）據值對計量結算影響巨大，因而對其設計、測試和生產製造的質量要求更高（gāo）

　　10.3防護要求

(1)電磁（cí）流量計使用**，運行環境複雜，因而生產廠商針對不（bú）同（tóng）的使用環境設計了不同的保（bǎo）護方法供用戶選擇（zé），如采用IP66標（biāo）準的通（tōng）用型電磁流量（liàng）計，僅能防（fáng）護雨水的淋（lín）落;高（gāo）溫高濕環（huán）境使用要采（cǎi）用（yòng）特殊（shū）的密封耐高溫（wēn）設計;潛水型電磁流量計（jì）要按IP68標準設（shè）計防護外殼，某些危（wēi）險場合(如紡織廠、麵粉加工廠、化工廠、煤礦、易燃（rán）易爆場所)使用的電磁流量計，必須按照隔爆標（biāo）準來設計外殼防護（hù）。所以電磁流量計生產廠（chǎng）商通常會按（àn）照用戶的（de）使用環境條（tiáo）件，提供相適應的防護方式產品（pǐn）。

　　(2)電磁水表測量介質比較（jiào）單一，主要是潔淨的原水(如（rú）輸（shū）送的江、河、湖泊之水，井水及（jí）地下水)和市政供應（yīng）的清潔自來水，所用場合幾乎無危險性或爆炸性粉塵，使用環境溫度差不是（shì）太（tài）大，看（kàn）似其防護要求比（bǐ）較（jiào）容易解決，而實際上電磁水表往往安裝在（zài）井下潮濕（shī）場（chǎng）所，管道滲（shèn）漏及雨（yǔ）雪天氣（qì）又可將電磁水表泡（pào）在水中，要防止電磁水（shuǐ）表機（jī）殼密封處（chù）和通信電（diàn）纜進線處的水滲漏十分重要，所以電磁水表均按潛（qián）水型設（shè）計外殼保護，為提（tí）高防（fáng）護質（zhì）量（liàng），至（zhì）少需要達到1m水深7天的試驗要求，其防護應執行（háng）IP68標準（zhǔn）2m水深10天以上的（de）要（yào）求。電磁水表外殼防護目前（qián）按2m水（shuǐ）深（shēn）30天的IP68標準製造，並且正（zhèng）在考慮將防護試驗要求提高到10m水深30天，以達到6年以上防護壽（shòu）命。