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(jì)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(zhǔn)信號輸出出去，因此變送器必須具有較高的穩(wěn)定性、較準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(hù)等*為IP68，對電磁流量計的安裝場所必須嚴(yán)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(jìn)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(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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。