電磁流量計(jì)是一種普遍使用的管道測量儀表，不僅能提供流速測量參數(shù)而且能夠提供產(chǎn)量的輸出結(jié)果。目前,電磁流量計(jì)在我國疏浚行業(yè)的流速測量中已經(jīng)廣泛應(yīng)用叫。電磁流量計(jì)與其他流量計(jì)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單無侵人性、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)、超聲等測量儀器相比具有以下優(yōu)勢。
(1) 壓力損失小。傳感器構(gòu)造簡單可靠,不會(huì)破壞流場從而不會(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(yùn)行功耗。
(2) 耐腐蝕性。由于測量管內(nèi)壁的襯里使用絕緣材料并且測量電極表面經(jīng)過了化學(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(shù)影響。管道內(nèi)流體的流體參數(shù)多達(dá)幾十種,對應(yīng)不同的流形分布和流動(dòng)狀態(tài)。電磁流量計(jì)在測量過程中受這些流動(dòng)狀態(tài)和測量條件影響很小，能穩(wěn)定地對流體的體積濃度和流速進(jìn)行測量,而且其標(biāo)定也很簡單,只需在測量管道中注人固相對應(yīng)的液相物質(zhì)即可進(jìn)行標(biāo)定。
(4)量程范圍大。流速測量范圍可達(dá)100:1至1000:1。同-類型的電磁流量計(jì)傳感器在進(jìn)行滿量程流速測量時(shí)，使用的管徑最大達(dá)到3m,而最小可達(dá)到分米量級,極大地拓寬了電磁流量計(jì)的可應(yīng)用范圍。
(5)測量原理是線性的。電磁流量計(jì)所測量參數(shù)與法拉第電磁感應(yīng)定律所表述的感應(yīng)電動(dòng)勢之間滿足確定的線性關(guān)系。若流體的流型穩(wěn)定且被測多相流在管道內(nèi)基本均勻，則測量相對誤差可達(dá)到百分位,可測量正反兩個(gè)方向的流量。
(6)適應(yīng)性強(qiáng)。電場流量計(jì)的測量輸出實(shí)際上是流體截面的平均流速,標(biāo)定過程對測量的流體物質(zhì)類型沒有太高要求,并且電場流量計(jì)滿足綠色環(huán)保要求,便于安裝和維護(hù)。使用測量值的輸出不涉及流體的動(dòng)力慣性,響應(yīng)靈敏可測瞬時(shí)流量。然而，當(dāng)前基于法拉第電磁感應(yīng)定律的電磁流量計(jì)測量只依賴一對測量電極時(shí)，這對于傳感器測量和轉(zhuǎn)換器的要求很高,至少需要滿足以下測量條件”。
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度沿著管道的軸線方向必須是均勻的,而且被測流體在傳感器對應(yīng)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感應(yīng)電動(dòng)勢變化的唯一變量,可通過基本關(guān)系方程求解得到.
(2)被測流體的流型和流速是相對穩(wěn)定的,這就要求在很長的管道量測范圍內(nèi)流場是相對穩(wěn)定和近似不變的，所以測量傳感器的前端須有一定長度的直管道;反之,若是前端存在著彎管或者管道縮進(jìn),則必然導(dǎo)致測量結(jié)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(xiàn)難以準(zhǔn)確估計(jì),當(dāng)截面分布嚴(yán)重不均勻時(shí),這種影響無法忽略不計(jì)。
因此,實(shí)際應(yīng)用中上述測量條件很難滿足。多年來，很多研究針對上述問題提出解決方案。實(shí)驗(yàn)證明在電磁流量計(jì)工作過程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電磁流量計(jì)的精度密切相關(guān),因此要提高流測量速精度必須更加準(zhǔn)確地計(jì)算磁場強(qiáng)度,同時(shí)還必須考慮其他場域外不確定因素的影響。進(jìn)一步研究了電磁流量計(jì)的磁場測量精度與提高電磁流量計(jì)測量準(zhǔn)確性的關(guān)系,為更深入地研究電磁流量計(jì)的工作原理提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。通過一系列典型流動(dòng)狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)證明,可以從數(shù)據(jù)層面驗(yàn)證原先磁場設(shè)計(jì)的各個(gè)參數(shù)是否合理,包括磁軛和極靴的大小和現(xiàn)狀等,分析了各部分對磁場的影響及新的設(shè)計(jì)思路,為研究穩(wěn)定的電磁流量計(jì)提供了經(jīng)驗(yàn)。介紹了一種能夠檢測電導(dǎo)率更低流體介質(zhì)的電磁流量計(jì),其設(shè)計(jì)原理是利用不同頻率下的交流勵(lì)磁線圈提高濾波去噪過程中準(zhǔn)確性和效率,利用不同頻率下信息之間的互補(bǔ)性實(shí)現(xiàn)對，應(yīng)隨機(jī)噪聲的有效抑制,從而能夠?qū)艿纼?nèi)電導(dǎo)率更低的流動(dòng)對象進(jìn)行檢測和識(shí)別。進(jìn)一步研究了低電導(dǎo)率流體的測量和穩(wěn)定性問題,提出了改變電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換電路的新設(shè)計(jì)方案。從電路的選通、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)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(jì)測量條件更加復(fù)雜,由于管道內(nèi)固相含率是變化的，因此管道內(nèi)每個(gè)截面含有的流體的電導(dǎo)率也是快變的，這種變化必然產(chǎn)生附加磁場,導(dǎo)致實(shí)際磁場是變化的。這樣將無法滿足電場流量計(jì)測量的基本要求,如果使用法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行計(jì)算必然產(chǎn)生誤差。
