電磁流量計(jì)電極的作用
電磁流量計(jì)電極的作用就是檢測(cè)出電動(dòng)勢(shì)的大小。電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量強(qiáng)度成正比，測(cè)量管內(nèi)徑與平均流速成正比，介質(zhì)的體積流量與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和測(cè)量管內(nèi)徑成線性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成反比，與其他物理參數(shù)無(wú)關(guān)。
電極與被測(cè)介質(zhì)直接接觸，所以電極材質(zhì)的選擇是非常重要的，常用的電極材料有316L不銹鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑等，可根據(jù)介質(zhì)的特性來(lái)選擇電極的材質(zhì)。
電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制造的用來(lái)測(cè)量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表。這樣能從根本上解決電極腐蝕、感染、液體泄漏問(wèn)題(Emerson)。這樣的傳感器(transducer)，其流量信號(hào)是通過(guò)電極與襯里形成的電容藕合傳輸?shù)睫D(zhuǎn)換器。
為了增大電容的容量，減少容抗上的信號(hào)損失（loss)，通常采用大面積電極（electrode）或多電極結(jié)構(gòu)形式。電磁流量計(jì)其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場(chǎng)。直流磁路用永久磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，受交流磁場(chǎng)的干擾較小，但它易使通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化，使正電極被負(fù)離子包圍，負(fù)電極被正離子包圍，即電極的極化現(xiàn)象，并導(dǎo)致兩電極之間內(nèi)阻增大，因而嚴(yán)重影響儀表正常工作。藕合電容的容量?jī)H在幾十個(gè)至上千個(gè)皮法范圍(fàn wéi)。為保證信號(hào)可以大部分傳輸給放大器，轉(zhuǎn)換器的輸人電阻(resistance)必須提高到 10 8 以上。由此，電磁流量計(jì)具有能夠測(cè)量低電導(dǎo)率液體的優(yōu)點(diǎn)。例如，測(cè)量經(jīng)脫去離子的凈化水處理(chǔ lǐ)的純水，其電導(dǎo)率可能在 10 -5 s / m 以下。用一般電磁流量計(jì)的測(cè)量，可達(dá) 5 ％以上測(cè)量偏差。
藕合電容容量的變動(dòng)將造成大的噪聲，影響測(cè)量精確度與穩(wěn)定性。電容介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))的襯里材料(Material)，應(yīng)具有絕緣(insulated)強(qiáng)度（strength)高、介質(zhì)損耗系數(shù)小、溫度（temperature)系數(shù)小、剛性好等性能。新型襯里材料 PFA聚四氟(fluorine)乙烯）和高純氧(Oxygen)化（oxidation)鋁（Al)工業(yè)陶瓷(原料:非金屬礦物)能夠滿足這些要求。
勵(lì)磁線圈與電極（electrode）間存在著分布電容和絕緣電阻(resistance)。勵(lì)磁電壓通過(guò)(tōng guò)勵(lì)磁線圈與電極間分布電容和絕緣電阻與信號(hào)內(nèi)阻抗分壓，能在電極上形成大的共模干擾電壓。電磁流量(單位:立方米每秒)計(jì)的信號(hào)內(nèi)阻很高，分壓的共模干擾可能（maybe)更大。因此，提高儀表的共模抑制比，成為電容式 電磁流量計(jì) 的另一技術(shù)難點(diǎn)。電容式電磁流量計(jì)的共模抑制比要求在 CMR R ≥ 120dB 。把前置放大器放在傳感器內(nèi)，那樣的自舉阻抗轉(zhuǎn)換和靜電屏蔽措施（指針對(duì)問(wèn)題的解決辦法)，能有效地抑制大的共模干擾。
電磁流量計(jì)的電極極化分析
電極表面效應(yīng)一般是指電極表面化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)、電化學(xué)現(xiàn)象、極化電勢(shì)以及電極的觸媒作用。小編為大家做了總結(jié)，供大家參考。
1、觸媒作用：是指被測(cè)介質(zhì)在電極的作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而影響測(cè)量。例如，鉑電極的電磁流量計(jì)在測(cè)量雙氧水時(shí)，正常壓力下不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，但是在測(cè)量低壓力下(低于0.3Mpa)的雙氧水時(shí)，會(huì)在電極表面產(chǎn)生氣霧，阻斷電氣通路，導(dǎo)致輸出信號(hào)波動(dòng)。
2、極化電勢(shì)：是指電極感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在兩電極極性不同，導(dǎo)致電解質(zhì)在電極表面產(chǎn)生極化。早期的電磁流量計(jì)采用直流激磁電極的極化現(xiàn)象嚴(yán)重，現(xiàn)在多用低頻方波激磁，低頻方波激磁具備直流激磁和交流激磁兩方的優(yōu)點(diǎn)，雖然交變激磁將極化電勢(shì)減弱了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，但是沒(méi)有完全消除極化電勢(shì)干擾的影響。
3、電化學(xué)現(xiàn)象：是指電極與被測(cè)介質(zhì)接觸，電極表面發(fā)生電勢(shì)變化。例如，在測(cè)量含有泥沙等固體顆?；蚶w維漿液的流體流量時(shí)，固體顆粒磨擦電極，電極雖沒(méi)被腐蝕，但電極受撞表面接觸電勢(shì)突然變化，使儀表輸出信號(hào)出現(xiàn)尖峰脈沖形成干擾。
4、化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)：是指電極與被測(cè)介質(zhì)接觸后，電極表面形成鈍化膜或氧化層，此時(shí)電極沒(méi)被腐蝕，但形成的鈍化膜或氧化層卻增加了電極表面的接觸電阻。例如，電磁流量計(jì)的電極材質(zhì)是鉭，被測(cè)介質(zhì)是污水。鉭電極不能用于測(cè)量水，因?yàn)樵跍y(cè)水流量時(shí)，鉭電極表面會(huì)形成絕緣層阻擋感應(yīng)電壓的傳遞。
電磁流量計(jì)的電極選擇注意事項(xiàng)
電化學(xué)電勢(shì)變化和極化現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生干擾電勢(shì)而形成噪聲。漿液噪聲和流動(dòng)噪聲即是電極表面噪聲的表現(xiàn)。極化電勢(shì)是電極感生電動(dòng)勢(shì)在兩電極極性不同，導(dǎo)致電解質(zhì)在電極表面產(chǎn)生極化。低頻矩形渡激磁結(jié)合了直流激磁和交流激磁的優(yōu)點(diǎn)，雖然交變激磁將極化電勢(shì)減弱了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，但不能完全捎除極化電勢(shì)干擾的影響。極化電勢(shì)與液體介質(zhì)性質(zhì)以及屯極材料性質(zhì)有關(guān)。
漿液噪聲是在測(cè)量泥漿纖維漿等液固雙相導(dǎo)電液體流量時(shí)，固體顆粒（或液體中氣泡）擦過(guò)電極表面，電極表面接觸電化學(xué)電勢(shì)突然孌化，輸出流最信號(hào)出現(xiàn)尖峰脈沖狀噪聲。
流動(dòng)噪聲是在颯I量較低電導(dǎo)宰（l00×10- 6S／crri附近及以下）液體流量肘，電極的電化學(xué)電勢(shì)定期變化，產(chǎn)生隨流速增加而頻率增加的隨機(jī)噪聲，引起儀表輸出出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。
對(duì)于電極表面噪聲可選配與被測(cè)液體電化學(xué)和極化電勢(shì)作用小的材料以及低噪聲電極。
被測(cè)介質(zhì)在電極的觸媒作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而影響測(cè)量。例如鉑電極EhrW在測(cè)量雙氧水時(shí)會(huì)在電極表面生成氣霧，流量為零時(shí)輸出也會(huì)波動(dòng)。
對(duì)于避免或減輕電極表面效應(yīng)的介質(zhì)——電極材料匹配，還沒(méi)有像腐蝕性那樣有充足的資料可查，只有一些有限經(jīng)驗(yàn)，尚待在實(shí)踐中積累。下文列舉若干實(shí)例。
鉭對(duì)水是耐腐蝕的。但若使用鉭電極EMF測(cè)量水流量，鉭電極表面會(huì)形成絕緣層，使儀表失靈或運(yùn)行一短時(shí)期后出現(xiàn)很大噪聲。氫氧化鈉等堿液亦不能選用鉭電極。在工藝流程中即使是極短時(shí)間鉭電極與水或“非酸”液接觸（如清洗管系），均會(huì)影響儀表正常使用。
鉑銥合金電極或鉑電極對(duì)鹽酸有良好的耐腐性，鉑電極EMF多處用于測(cè)量鹽酸獲得滿意的結(jié)果。然而測(cè)量濃度較高的鹽酸（lOqo以上）卻產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲。鉑電極用于測(cè)量低壓過(guò)氧化氫(壓力低于0.3MPa)時(shí)，由于觸媒作用而在電極表面產(chǎn)生氣霧，阻斷了電氣通路而影響工作。
哈氏合金對(duì)溫度、濃度不高的鹽酸是有耐腐蝕性的，已有若干應(yīng)用良好的實(shí)例，然而濃度超過(guò)某值時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。在現(xiàn)場(chǎng)改變鹽酸濃度試驗(yàn)表明，濃度逐漸增加超過(guò)15qo一
20%時(shí)儀表輸出隨之晃動(dòng)起來(lái)，濃度到25%輸出晃動(dòng)高達(dá)20%。硝酸硫酸等酸液也有相似效應(yīng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
水廠用的電磁流量計(jì)用來(lái)測(cè)量硫酸鋁液與原水混合以凝聚懸浮體，混合配比常用EMF測(cè)量硫酸鋁液，選用耐酸鋼電極即可獲得滿意的結(jié)果。栽們?cè)龅絳贈(zèng)量15%硫酸鋁的哈氏合金B(yǎng)電極EMF，使用過(guò)程中也出現(xiàn)輸出晃動(dòng)現(xiàn)象，后改用耐酸鋼電極即工作正常。
鉑、鉭電極對(duì)各種濃度硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸，大部分均有較好的測(cè)量效果，但其中鉑電極對(duì)濃度大于IO%的鹽酸會(huì)產(chǎn)生噪聲，鉭電極對(duì)濃度大于lOgo的氫氟酸則不耐腐。
鉑銥臺(tái)金和鉭雖有較好的耐腐蝕性，但價(jià)格昂貴，一對(duì)鉭電極高達(dá)數(shù)百到近千元，鉑銥電極比鉭電極還要貴一倍以上。
接地環(huán)連接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端，它們的耐腐蝕要求比電極低，允許有一定腐蝕，定期更換。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大從經(jīng)濟(jì)上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環(huán)。