摘要：熱水流量計是一種測量導(dǎo)電液體體積流量的測量儀表。熱水流量計能夠精確測量各種導(dǎo)電流體和固液二相體的體積流量，自從上個世紀50年代已經(jīng)開始被廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、醫(yī)藥以及食品制造等各個領(lǐng)域。近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，熱水流量計得到了越來越普遍的應(yīng)用和推廣。本文以熱水流量計的測量原理為突破口，從熱水流量計的結(jié)構(gòu)、選擇與安裝三個方面對熱水流量計的作用進行了簡要分析。

熱水流量計是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律來測量導(dǎo)電介質(zhì)液體的體積流量的測量儀表。熱水流量計的變送器內(nèi)有涂層或襯里，對原水、污水以及工業(yè)生產(chǎn)用的各種酸堿溶液的流量均能進行測量，并且檢測過程中不受被測量介質(zhì)的溫度、壓力以及流動狀態(tài)等變化的影響，具有一定的穩(wěn)定性和可靠性，測量范圍寬、適用范圍廣。

一、熱水流量計的測量原理

熱水流量計是一種導(dǎo)電液體體積流量的測量儀表，其測量是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律進行的。我們已經(jīng)知道，導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運動時導(dǎo)體自身會產(chǎn)生一定的感應(yīng)電勢。同理，導(dǎo)電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應(yīng)力線時，也會在管道兩邊的電*上產(chǎn)生感應(yīng)電勢。根據(jù)右手定則可以判定感應(yīng)電勢的方向，根據(jù)以下公式可以計算出感應(yīng)電勢的大小：

Ex=BDv （1）

在以上公式中，Ex代表導(dǎo)體的感應(yīng)電勢；B表示磁感應(yīng)強度；D代表測量管道的內(nèi)部直徑；而v則代表液體的平均流速。又因為體積流量qv等于流體的流速v與管道的截面積（πD）/4的乘積，因此，將（1）代入，可以知道：

Qv=（πD/4B）*Ex （2）

根據(jù)（2）式可知，在管道直徑D與磁感應(yīng)強度B兩個量不變的情況下，被測導(dǎo)電液體的體積流量與感應(yīng)電勢呈線性關(guān)系。在這種情況下，在管道兩側(cè)各插入一根電*，此時可以引入感應(yīng)電勢Ex，根據(jù)公式（2）測量此時的感應(yīng)電勢大小，就可以求得導(dǎo)電液體的體積流量。這就是電磁流量計的測量原理。

二、熱水流量計的應(yīng)用

（一）熱水流量計的結(jié)構(gòu)

1.測量管

熱水流量計是用來測量日常生活用水和各種工業(yè)用水的體積流量的儀表，考慮到被測液體的腐蝕性，測量管的內(nèi)部一般都會加上襯里材料。

2.勵磁系統(tǒng)

為了克服脈沖DC勵磁、高頻勵磁、低頻勵磁等勵磁方式的缺點，使得測量不受流量噪聲的影響，有的廠家已經(jīng)生產(chǎn)出雙頻勵磁的勵磁方式。采用這種勵磁方式的熱水流量計抗噪聲能力強，具有測量精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點。

3.檢測部分

熱水流量計的檢測部分主要由電*和干擾調(diào)整部分構(gòu)成。采用熱水流量計進行體積流量測量的液體有些具有腐蝕性，電*要與被測液體直接接觸，因此電*的選擇必須具有較強的抗腐蝕性。

4.變送部分

由于熱水流量計的變送器的主要作用是將傳感器的信號轉(zhuǎn)換成與被測液體的體積流量成正比的標(biāo)準信號輸出出去，因此變送器必須具有較高的穩(wěn)定性、較準確的精度以及較強的抗干擾能力。

（二）熱水流量計的選擇

簡單地說，熱水流量計主要是由傳感器和變送器兩部分構(gòu)成的。由于變送器可以根據(jù)傳感器進行調(diào)整，因此電磁流量計的選擇實際上就是傳感器的選擇。熱水流量計傳感器的選擇，應(yīng)該考慮以下幾個因素：

1.口徑和量程

正常流量保持在*大流量的50%-70%之間，流速一般選擇2-4m/s為宜。流速確定以后，我們可以根據(jù)公式q=πD2v/4來確定口徑。

2.腐蝕性

考慮到被測液體的腐蝕性，測量管的內(nèi)部一般都會加上襯里材料。在傳感器的選擇中，我們應(yīng)該根據(jù)各種被測液體腐蝕性的不同選擇不同的內(nèi)襯和電*材料。

3.介質(zhì)

熱水流量計是用來測量各種導(dǎo)電介質(zhì)液體的體積流量的儀表，其測量是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律進行的。由于介質(zhì)必須具有導(dǎo)電性才能夠切割磁力線，因此熱水流量計不能測量蒸汽、石油以及氣體等非導(dǎo)電流體的流量，這是我們需要注意的。

4.溫度和壓力

被測液體的溫度可能會對電磁流量計造成一定的影響，因此我們應(yīng)該根據(jù)溫度的不同選擇不同內(nèi)襯的流量計。另外，熱水流量計的使用壓力也不能夠超過流量計自身的耐壓。

（三）流量計的安裝

1.安裝場所的要求

電磁流量傳感器外殼防護等*為IP68，對電磁流量計的安裝場所必須嚴格要求。*先，根據(jù)被測液體的不同選擇不同的安裝場所。混合相流體的測量應(yīng)該選擇那些不會引起混合液體相互分離的場所進行，雙組分液體的測量則應(yīng)該避免將電磁流量傳感器安裝在混合尚未均勻的下游，而那些測量化學(xué)反應(yīng)的管道則需要將傳感器安裝在反應(yīng)充分完成段的下游。其次，電磁流量傳感器的安裝應(yīng)該避開那些電磁干擾較大以及周圍具有高濃度、腐蝕性較強的氣體的場所。*后，陽光直照和震動對電磁流量的使用也具有不良影響，因此傳感器的安裝應(yīng)該盡量避開有陽光直照和震動大的場所。

2.熱水流量計的接地

熱水流量計傳感器及介質(zhì)必須具有相同的電勢，才能避免電*遭到腐蝕性破壞，保證測量結(jié)果的精準度，這就是所謂等電勢。等電勢的形成，是通過在傳感器內(nèi)安裝的參考電*來保證的。如果被測液體在無襯里并接地的金屬管中流動，可以通過連接到變送器的外殼來滿足接地要求；如果管道材料不具有導(dǎo)電性，就必須使用接地環(huán)，滿足測量要求。

結(jié)語

研究表明，熱水流量計可測量電導(dǎo)率≥1μs/cm的各種具有導(dǎo)電性的液體的體積流量，可測流量范圍大。目前，因其獨特的優(yōu)點，熱水流量計已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品、化纖、造紙、礦冶、給排水、制藥等各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，專業(yè)技術(shù)人員在熱水流量計功率損耗的降低、抗電磁干擾能力的增強以及耐高溫高壓性能的提高等方面不斷進行探索，熱水流量計將會在更多領(lǐng)域得到更廣泛地推廣與應(yīng)用，給現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活帶來更多的便利。