電磁流量計是一種普遍使用的管道測量?jì)x表，不僅能提供流速測量參數而且能夠提供產(chǎn)量的輸出結果。目前,電磁流量計在我國疏浚行業(yè)的流速測量中已經(jīng)廣泛應用叫。電磁流量計與其他流量計相比，具有結構簡(jiǎn)單無(wú)侵人性、量程大和測量對象的范圍廣等特點(diǎn)，特別是與基于渦街、光學(xué)、超聲等測量?jì)x器相比具有以下優(yōu)勢。
(1) 壓力損失小。傳感器構造簡(jiǎn)單可靠,不會(huì )破壞流場(chǎng)從而不會(huì )改變被測流體流動(dòng)狀態(tài),而且傳感器截面與管徑同口徑并使用光滑耐磨的材料作為襯里，避免了磨損、阻塞等情況的發(fā)生,極大減少運行功耗。
(2) 耐腐蝕性。由于測量管內壁的襯里使用絕緣材料并且測量電極表面經(jīng)過(guò)了化學(xué)鈍化，因此只要襯里材料選擇合適就能夠測量--般的腐蝕性流體。
(3)不受流體物理參數影響。管道內流體的流體參數多達幾十種,對應不同的流形分布和流動(dòng)狀態(tài)。電磁流量計在測量過(guò)程中受這些流動(dòng)狀態(tài)和測量條件影響很小，能穩定地對流體的體積濃度和流速進(jìn)行測量,而且其標定也很簡(jiǎn)單,只需在測量管道中注人固相對應的液相物質(zhì)即可進(jìn)行標定。
(4)量程范圍大。流速測量范圍可達100:1至1000:1。同-類(lèi)型的電磁流量計傳感器在進(jìn)行滿(mǎn)量程流速測量時(shí)，使用的管徑最大達到3m,而最小可達到分米量級,極大地拓寬了電磁流量計的可應用范圍。
(5)測量原理是線(xiàn)性的。電磁流量計所測量參數與法拉第電磁感應定律所表述的感應電動(dòng)勢之間滿(mǎn)足確定的線(xiàn)性關(guān)系。若流體的流型穩定且被測多相流在管道內基本均勻，則測量相對誤差可達到百分位,可測量正反兩個(gè)方向的流量。
(6)適應性強。電場(chǎng)流量計的測量輸出實(shí)際上是流體截面的平均流速,標定過(guò)程對測量的流體物質(zhì)類(lèi)型沒(méi)有太高要求,并且電場(chǎng)流量計滿(mǎn)足綠色環(huán)保要求,便于安裝和維護。使用測量值的輸出不涉及流體的動(dòng)力慣性,響應靈敏可測瞬時(shí)流量。然而，當前基于法拉第電磁感應定律的電磁流量計測量只依賴(lài)一對測量電極時(shí)，這對于傳感器測量和轉換器的要求很高,至少需要滿(mǎn)足以下測量條件”。
(1)磁感應強度沿著(zhù)管道的軸線(xiàn)方向必須是均勻的,而且被測流體在傳感器對應的每個(gè)橫截面上電荷量也基本相等，從而保證流速為隨著(zhù)感應電動(dòng)勢變化的唯一變量,可通過(guò)基本關(guān)系方程求解得到.
(2)被測流體的流型和流速是相對穩定的,這就要求在很長(cháng)的管道量測范圍內流場(chǎng)是相對穩定和近似不變的，所以測量傳感器的前端須有一定長(cháng)度的直管道;反之,若是前端存在著(zhù)彎管或者管道縮進(jìn),則必然導致測量結果產(chǎn)生不同程度偏差。
(3)由于僅僅依靠-對電極作為傳感器進(jìn)行測量,從而截面上的不同點(diǎn)對于測量值的影響和貢獻難以準確估計,當截面分布嚴重不均勻時(shí),這種影響無(wú)法忽略不計。
因此,實(shí)際應用中上述測量條件很難滿(mǎn)足。多年來(lái)，很多研究針對上述問(wèn)題提出解決方案。實(shí)驗證明在電磁流量計工作過(guò)程中，磁感應強度與電磁流量計的精度密切相關(guān),因此要提高流測量速精度必須更加準確地計算磁場(chǎng)強度,同時(shí)還必須考慮其他場(chǎng)域外不確定因素的影響。進(jìn)一步研究了電磁流量計的磁場(chǎng)測量精度與提高電磁流量計測量準確性的關(guān)系,為更深入地研究電磁流量計的工作原理提供了實(shí)踐基礎。通過(guò)一系列典型流動(dòng)狀態(tài)下的實(shí)驗證明,可以從數據層面驗證原先磁場(chǎng)設計的各個(gè)參數是否合理,包括磁軛和極靴的大小和現狀等,分析了各部分對磁場(chǎng)的影響及新的設計思路,為研究穩定的電磁流量計提供了經(jīng)驗。介紹了一種能夠檢測電導率更低流體介質(zhì)的電磁流量計,其設計原理是利用不同頻率下的交流勵磁線(xiàn)圈提高濾波去噪過(guò)程中準確性和效率,利用不同頻率下信息之間的互補性實(shí)現對，應隨機噪聲的有效抑制,從而能夠對管道內電導率更低的流動(dòng)對象進(jìn)行檢測和識別。進(jìn)一步研究了低電導率流體的測量和穩定性問(wèn)題,提出了改變電磁流量計轉換電路的新設計方案。從電路的選通、濾波、模數轉換和控制方面進(jìn)行了一系列測試和一般性比較分析。
然而，疏浚作業(yè)工程中電磁流量計測量條件更加復雜,由于管道內固相含率是變化的，因此管道內每個(gè)截面含有的流體的電導率也是快變的，這種變化必然產(chǎn)生附加磁場(chǎng),導致實(shí)際磁場(chǎng)是變化的。這樣將無(wú)法滿(mǎn)足電場(chǎng)流量計測量的基本要求,如果使用法拉第電磁感應定律進(jìn)行計算必然產(chǎn)生誤差。
