電磁流量計
一、電磁流量計概述
電磁流量計由傳感器和轉換器兩部分構成。它是基于法拉第電磁感應定律工作的，用來測量電導率大于5μS/cm導電液體的體積流量，是一種測量導電介質體積流量的感應式儀表。除可測量一般導電液體的體積流量外，還可用于測量強酸強堿等強腐蝕
液體和泥漿、礦漿、紙漿等均勻的液固兩相懸浮液體的體積流量。廣泛應用于石油、化工、冶金、輕紡、造紙、環保、食品等工業部門及市政管理，水利建設、河流疏浚等領域的流量計量。
二、電磁流量計產品特點
·DLT-LDG型電磁流量計采用當代電磁流量計最新技術制造，具有以下特點：
·測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，線性測量原理能實現高精確度測量；
·測量管內無阻流件，壓損極小，直管段要求低；
·公稱通徑DN10-DN2200覆蓋范圍寬，襯里和電極有多種選擇，能滿足測量多種導電流體的要求；
·轉換器采用可編程頻率低頻矩形波勵磁，提高了流量測量的穩定性，功率損耗小、零點穩定；
·轉換器采用16位嵌入式微處理器，全數字處理，運算速度快，抗干擾能力強，測量可靠，精確度高，流量測量范圍度可達1500：1；
·高清晰度背光LCD顯示，全漢字菜單操作，使用方便，操作簡單，易學易懂；
·具有RS485或RS232數字通訊信號輸出；
·具有電導率測量功能，可以判別傳感器是否空管；具有自檢與自診斷功能；
·采用SMD器件和表面安裝（SMT）技術，電路可靠性高；
·可用于相應的防爆場合。
三、電磁流量計用途及適用范圍
DLT-LDG系列電磁流量計，可用來測量封閉管道中導電流體的體積流量。廣泛應用于石油化工、鋼鐵冶金、給水排水、水利灌溉、水處理、環保污水測控、造紙、醫藥、食品等工農業生產工藝過程中的流量測量和控制。
使用環境條件
環境溫度：傳感器-25℃~+60℃ 轉換器-10℃~+60℃
相對濕度：5%-95%
工作條件
流體最高溫度 一體型：70℃
分離型：聚四氟乙烯襯里 120℃
氯丁橡膠襯里 80℃ 高溫橡膠120℃
聚氨酯橡膠襯里 70℃
流體電導率：≥5us/cm
四、電磁流量計技術參數
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公稱通徑（mm） （特殊規格可定制） |
管道式四氟襯里：DN10～DN2200 |
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管道式橡膠襯里：DN40～DN2200 |
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流動方向： |
正，反，凈流量 |
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量程比： |
150：1 |
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重復性誤差： |
測量值的±0.1% |
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精度等級： |
管道式：0.5級，1.0級 |
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被測介質溫度： |
普通橡膠襯里：－20～＋60℃ |
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高溫橡膠襯里：－20～＋90℃ |
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聚四氟乙稀襯里：－30～＋100℃ |
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高溫型四氟襯里：－20～＋180℃ |
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額定工作壓力： （高壓可定制） |
DN6－DN80：≤1.6MPa |
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DN100－DN250：≤1.0MPa |
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DN300－DN1200：≤0.6MPa |
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流速范圍： |
0.1－15m/s |
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電導率范圍： |
被測流體電導率≥5μs/cm |
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電流輸出： |
負載電阻 |
0～10mA：0～1.5kΩ |
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4～20mA：0～750 kΩ |
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數字頻率輸出： |
輸出頻率上限可在1～5000HZ內設定帶光電隔離的晶體管集電極開路雙向輸出。外接電源≤35V導通時集電極最大電流為250mA |
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供電電源： |
AC220V、DC24V或3.6V電池 |
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要求直管段長度 |
上游≥5DN，下游≥2DN |
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連接方式： |
流量計與配管之間均采用法蘭連接，法蘭連接尺寸應符合GB11988的規定 |
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防爆等級： |
mdIIBT4 |
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防護等級： |
IP65，特殊訂制最高可達IP68 |
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環境溫度： |
－25～＋60℃ |
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相對溫度： |
5%～95% |
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消耗總功率： |
小于20W |
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五、電磁流量計選型
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型號 |
說明 |
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DLT-LDG — |
□ |
□ |
-□ |
□ |
□ |
□ |
□ |
□ |
-□ |
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通徑 |
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10-2200mm |
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組合 |
S |
一體型 |
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L |
分體型 |
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電極材料 |
M |
不銹鋼 |
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T |
Ti（鈦） |
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D |
Ta（鉭） |
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H |
哈氏合金 |
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P |
Pt鉑 |
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N |
Ni鎳 |
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輸出方式 |
0 |
無輸出 |
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1 |
4-20mA/1-5KHz |
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2 |
4-20mA |
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襯里材料 |
X |
橡膠 |
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F |
聚四氟乙烯 |
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P |
聚乙烯 |
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J |
聚氨酯橡膠 |
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就地顯示 |
0 |
無就地顯示 |
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1 |
就地顯示 |
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通訊方式 |
0 |
無通訊 |
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1 |
RS485 |
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2 |
RS232 |
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3 |
Mobdus |
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4 |
Hart |
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接地 |
0 |
無接地環 |
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1 |
有接地環 |
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2 |
有接地電極 |
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上限流量 |
（n） |
上限流量（量程）m3/h |
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2、襯里的選擇：
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襯里材料 |
主要性能 |
適用范圍 |
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氯丁橡膠 Neoprene |
耐磨性好，有極好的彈性，高扯斷力耐一般低濃度酸堿鹽介質的腐蝕，不耐氧化性介質的腐蝕。 |
<80°C，一般水，污水，泥漿，礦漿 |
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聚氨酯橡膠 Polyurethane |
有極好的耐磨性能，耐酸堿性能略差。 |
<60°C，中性、強磨損的礦漿，煤漿、泥漿。 |
|
聚四氟乙烯 PTFE |
化學性能最穩定的一種材料，能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水，濃堿和各種有機溶劑，不耐三氟化氯、高溫二氟化氧。 |
<180°C，濃酸、堿等強腐蝕性介質，衛生類介質。 |
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F46 |
化學穩定性、電絕緣性、潤滑性、不粘性和不燃性與PTFE相仿，但F46材料強度、耐老化性、耐溫性能和低溫柔韌性優于PTFE。與金屬粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有較好 |
<180°C，鹽酸、硫酸、王水和強氧化劑等，衛生類介質 |
3、 電極材料的選擇：
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材質 |
耐腐蝕性能 |
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316L |
對于硝酸、室溫下<5%的硫酸，沸騰的磷酸、堿溶液；在一定壓力下的亞硫酸、海水、醋酸等介質有較強的耐腐蝕性。 |
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哈氏合金HB |
耐沸點下一切濃度的鹽酸、硫酸、氫氟酸有機酸等非氧化性酸、堿、非氯化性鹽酸。 |
|
哈氏合金HC |
耐氧化性酸如：硝酸、混酸或鉻酸與硫酸的混合物及氧化性鹽類、海水 |
|
鈦 |
能耐海水、各種氯化物和次氯酸鹽、氧化性酸（包括發煙硝酸）、有機酸、堿等的腐蝕，不耐較純的還原性酸（硫酸、鹽酸）的腐蝕，但如酸中含有氧化劑（如硝酸和含有Fe、Cu離子的介質）時則腐蝕大為降低。 |
|
鉭 |
具有優良的耐腐蝕性和玻璃很相似，除了氫氟酸、濃硫酸外，幾乎能耐一切化學介質（包括沸點的鹽酸、硝酸和175°C以下的硫酸）的腐蝕，在堿中不耐腐蝕。 |
4、電磁流量計口徑及流量的選擇
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公稱通徑(mm) |
可測量流量范圍（m3/h） |
有效測量流量范圍（m3/h） |
公稱通徑(mm) |
可測量流量范圍（m3/h） |
有效測量流量范圍（m3/h） |
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10 |
0.0142～3.3912 |
0.0848～2.826 |
300 |
12.717～3052 |
76.302～2543 |
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15 |
0.0318～7.6302 |
0.1908～6.3585 |
350 |
17.31～4154 |
103.86～3461 |
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20 |
0.0566～13.5648 |
0.3392～11.304 |
400 |
22.61～5425 |
135.65～4521 |
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25 |
0.0883～21.195 |
0.5298～17.6625 |
450 |
28.62～6867 |
171.68～5722 |
|
32 |
0.1447～34.7258 |
0.8682～29.9382 |
500 |
35.33～8478 |
211.95～7065 |
|
40 |
0.2261～54.2592 |
1.3565～45.216 |
600 |
50.87～12208 |
305.2～10173 |
|
50 |
0.3533～84.78 |
2.1195～70.65 |
700 |
69.24～16616 |
415.4～13847 |
|
65 |
0.5970～143.28 |
3.5819～119.39 |
800 |
90.44～21703 |
542.6～18086 |
|
80 |
0.9044～217.03 |
5.4259～180.86 |
900 |
114.46～27468 |
686.7～22890 |
|
100 |
1.413 ～339.12 |
8.478～282.6 |
1000 |
141.3～33912 |
847.8～28260 |
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125 |
2.2079～529.87 |
13.2468～441.56 |
1200 |
203.5～48833 |
1221～40694 |
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150 |
3.1793～763 |
19.0755～635.85 |
1400 |
277～66467 |
1662～55389 |
|
200 |
5.652～1356 |
33.912～1130.4 |
1600 |
361.8～86814 |
2171～72345 |
|
250 |
8.8313～2119 |
52.9875～1766 |
1800 |
457.9～109874 |
2747～91562 |
六、電磁流量計技術性指標
6.1執行標準：JB/T9248-1999
6.2最高流速： 15m/s
6.3公稱通徑：DN3、6、10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000
6.4 精確度： 0.5%、0.2%
6.5 公稱壓力： 4.0Mpa(DN10-150)
1.6Mpa（DN200-600）
1.0Mpa(DN700-1200)
0.6Mpa（DN400-2000）
其他規格和標準可按客戶要求
6.6 材料：
電極形式和材料：
電極形式可分為標準型、刮刀型、可拆卸型、帶接地電極。
電極及接地電極材料有含鉬不銹鋼、哈氏合金B、哈氏合金C、鈦、鉭、鉑一銥合金、不銹鋼涂覆碳化物7種。
法蘭材料：碳鋼、不銹鋼
接地環材料：不銹鋼
進門保護環材料：不銹鋼、碳鋼。
6.7 外殼保護：
IP65：
IP68：僅分離型氯丁橡膠和聚氨酯襯里的傳感器，且不包括防爆結構。
6.8 防爆標準：
DN15-DN600 一體型防爆：mdⅡBT4
DN15-DN1600 分離型防爆，傳感器和轉換器安裝在相應的危險區：mdⅡBT4
DN15-DN1600 分離型防爆，傳感器安裝在相應的危險區，轉換器安裝在安全區：mdⅡBT4。
6.9 連接電纜：分離型電磁流量計，傳感器與轉換器之間用信號電纜連接，電纜長度最長應小于100m，本公司隨表免費提供10m電纜，不足部分需要訂貨。
6.10 轉換器性能：
供電電源：單相交流電 85-265 V， 45-63Hz，功率小于20W；直流供電11-40VD.C
轉換器顯示與編程操作：4個薄膜按鍵可設定選擇全部參數，還可利用外接手操器或PC機 （RS485、RS232）對轉換器設定編程；高清晰度背光LCD顯示；空管檢測；自診斷功能。
數字通訊：RS485、RS232、MODBUS、REMOTE，具有防雷擊保護。
輸出信號：
電流輸出：雙向兩路，全隔離0-10 mA、 4-20mA；負載電阻：0-10mA是0-1.5k歐姆，4-20mA時是0-750歐姆。
頻率輸出：正向和反向流量輸出，輸出頻率上限可在1-5000Hz范圍內設定。帶光電隔離的晶體管集電極雙向輸出。外接電源不大于35V，導通時集電極最大電流為250 mA。
脈沖輸出：正向和反向流量輸出，輸出脈沖上限可達5000CP/S。脈沖當量為0.001L-1.0m3/cp。脈沖寬度自動設置為20ms或方波。帶光電隔離的晶體管集電極開路輸出。外接電源不大于35V，導通時集電極最大電流為250 mA 。
流向指示輸出：本流量計可測正反方向的流體流動流量，并可以判斷出流體流動的方向。規定顯示正向流量時輸出+10V高電平，反向流體流動輸出OV的低電平。
報警輸出：兩路帶光電隔離的晶體管集電極開路報警輸出。外接電源不大于35V，導通時集電極最大電流為250 mA。報警狀態：流體空管、勵磁短線、流量超限。
阻尼時間：0-100s間分檔可選。
七、電磁流量計安裝示意圖
如何在管道上安裝：
應安裝在水平管道較低處和垂直向上處，避免安裝在管道的最高點和垂直向下處；
九、電磁流量計選型精要
電磁流量計選型指南
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1 前言
眾所周知，要做到用好儀表，首先要選好儀表。根據測量對象、測量介質參數和工作條件選擇流量計的類型、規格和安裝方式，是儀表選型的最重要環節。
電磁流量計是運用法拉第電磁感應定律的原理，即導電物體在磁場中作切割磁力線運動時，導體中產生感應電動勢，對于同一規格的電磁流量計流量大小與感應電動勢成正比。由于電磁流量計的原理和結構決定的，其具有無壓力損失、適用范圍廣、不受介質物理特性變化影響、量程比大、精度高和維護管理方便等優點，現在使用電磁流量計的企事業單位越來越多，其應用遍布各個行業。理論上，只要被測流體具備一定的導電性（導電率大于5 μ S/cm），就可以選用電磁流量計。
2 選擇要點
2.1 精度等級和功能
根據測量要求和使用場合選擇儀表精度等級，做到經濟合算。比如用于貿易結算、產品交接和能源計量的場合，應該選擇精度等級高些，如1 . 0級、0 . 5 級，或者更高等級；用于過程控制的場合，根據控制要求選擇不同精度等級；有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做精確控制和計量的場合，可以選擇精度等級稍低的，如1.5 級、2.5 級，甚至4 . 0 級，這時可以選用價格低廉的插入式電磁流量計。不同型號電磁流量計的功能差別也很大，簡單的就只能測量單向流量，有的只輸出模擬信號；多功能的可以雙向流量測量、量程切換、上下限報警、空管報警、遠程通信等等。選型者應該根據不同要求確定選用具有不同功能的流量計。
2.2 測量介質流速、儀表量程與口徑
測量一般的介質時，電磁流量計的滿度流量可以在測量介質流速0 . 5～12m/s 范圍內選用，范圍比較寬。選擇儀表規格（口徑）不一定與工藝管道相同，應視測量流量范圍是否在流速范圍內確定，即當管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準確度不能保證時，需要縮小儀表口徑，從而提高管內流速，得到滿意測量結果。測量導電性良好的液體，通常最大流速不超過5m/s，經濟流速范圍在1.5m/s～3m/s。測量低電導率的流體，則盡可能選擇低流速，原因是流速提高流動噪聲會增加，從而導致流量信號輸出晃動現象。測量易粘附、易沉積、積垢的流體，流速不低于2 m / s ，最好提高到3 ～4 m / s ，這樣可以避免粘附、沉積和結垢發生。測量磨損性強的漿液，則流速應低于2 ～3m/s，從而降低對電極和襯里的磨損。通常電磁流量計測量范圍在20 倍以上；當需要時，可以選用帶量程自動切換功能的儀表，其測量范圍超過5 0 倍，甚至1 0 0 倍。
2.3 電極材料和接地環材料
電極對測量介質的耐腐蝕性決定選擇什么電極材料，同時要求電極不能出現表面效應。也就是說，電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要依據，但是有時電極材料對被測介質有很好的耐腐蝕性，卻不一定是適用材料，還要看是否產生電極表面效應。
2.3.1 電極材料
電磁流量計電極的耐腐蝕性要求極高，不允許腐蝕，但是極低的腐蝕在工程實際應用中還是存在的。腐蝕會破壞電極與襯里的密封，從而造成介質泄漏，輕則破壞絕緣，導致儀表不能使用，重則損壞整個流量傳感器。常用的電極材料及適用介質見表1 。表1 列舉的是工程上常見的，需要了解更多的腐蝕介質請查《腐蝕數據與選材手冊》。手冊資料上的數據大部分是在實驗室條件下取得的，而實際使用的流體往往含有微量雜質，甚至是多種雜質混合液，他們的腐蝕性和單一介質的腐蝕性有著顯著的差別。所以在重要場合使用時，有必要現場做腐蝕性試驗。
2.3.2 電極表面效應
電極表面效應分為表面化學反應、電化學和極化現象、電極的觸媒作用三個方面。表面化學反應如電極表面和介質接觸后，形成氧化層或鈍化膜，從而增加表面接觸電阻，有的甚至產生絕緣層（例如鉭被氧化生成絕緣層）。電化學過程產生的干擾電勢，致使電解質在兩電極表面形成不同極性，即產生極化。電化學電勢產生變化的隨機噪聲，引起儀表輸出波動，有時因電化學電勢突變而使得輸出信號產生尖峰脈沖。被測介質在電極的觸媒作用下產生化學反應。例如鉑電極電磁流量計在測量雙氧水時會在電極表面產生氣霧，流量為零時也會產生一個波動的輸出信號。
2.3.3 接地環材料
在塑料管道或者有絕緣襯里的金屬管道安裝電磁流量計時，在傳感器的兩端需要安裝接地環，其耐腐蝕性要求比電極低，如果腐蝕產生，則定期更換。如果被測介質導電率較低，可用金屬短管代替接地環，確保接地效果。接地環材料應與電極相同，不然的話易產生電化學的極化電勢。一般選用316L 或哈氏合金，從經濟上考慮較少采用鉭、鉑等貴重金屬。金屬工藝管道和介質直接接觸，接地線直接和金屬管道或法蘭連接，所以不需要接地環。
2.4 襯里材料
常用的襯里材料有各種橡膠、氟塑料和陶瓷等。但是耐磨性差，不能用于含有固體顆粒的漿液。氯丁橡膠價格低廉，用于非腐蝕或弱腐蝕液體，如工業供水、污水和弱酸堿液。聚氨酯橡膠有良好的耐磨性，適用于含有固體顆粒的漿液，如水煤漿。氧化鋁陶瓷具有極好的耐磨性和耐腐蝕性能，使用于有腐蝕性的、含有固體顆粒的漿液，如腐蝕性礦漿。但是陶瓷的溫度變化適應性差，溫度劇變會損壞。同時陶瓷極易破碎，不適用有震動場所。粘結性不好的襯里材料不得用于負壓或會產生負壓的管道上。常用襯里材料適應性見表2 。
2.5 介質溫度、壓力及安裝環境
由于電磁流量計本身結構（內襯材料和線圈）決定它不可能耐太高的溫度，一般上限溫度1 6 0 ℃，即便這樣也要區分出常溫型和高溫型（110～160℃），以決定儀表結構采用傳感器與轉換器的連接是一體式還是分體式。介質最高工作溫度和最低工作溫度都必須在流量計規定的溫度范圍內。儀表按有限的幾個壓力等級制造，氟塑料具有良好的耐化學腐蝕，一般公稱壓力0.6 MPa、1.0 MPa、1.6 MPa、4.0 MPa 等，實際選型時盡可能按壓力等級選，否則需提出特殊訂貨。
電磁流量計和大部分轉換器都是現場安裝儀表，根據安裝環境不同要做好電磁流量計的外保護，一般有IP65防塵防噴水級、IP67 防塵防浸水級和IP68 防塵防潛水級，通常這些防護就足可以滿足通用電磁流量計要求，另外潛水型多采用分體式結構。暴露在現場環境的傳感器外殼和表體連接法蘭也要防護環境的侵蝕，一般選用不銹鋼外殼和法蘭。被測介質屬于易燃易爆或者儀表安裝環境屬于易燃易爆場所，儀表的選型和系統設計及安裝都應符合防爆規程。
2.6 介質電導率
使用電磁流量計的先決條件是被測介質（各種液體）必須是導電的，至少不能低于閾值（下限值），導電率低于閾值會使測量誤差過大甚至不能使用。實際使用的導電率要比產品供應商提供的閾值大，因為制造廠規定的閾值是在理想的使用狀態下取的，而實際上常常受一些使用條件限制，比如導電均勻性、外界電磁干擾、連接信號線等影響。
一般工業水及水溶液的電導率大于1 0 0 μ S / c m ，酸、堿、鹽溶液的電導率在100 μ S/cm～90 mS/cm，低度蒸餾水在10 μ S/cm 左右，都能正常使用電磁流量計。石油及其制品和有機溶劑電導率很低，一般不能使用電磁流量計。需要注意的是，一般從理化參考書上查到的電導率是純液時的電導率，而工程實際使用的介質成分比較復雜，加上溫度影響，往往和資料上的數據不完全一致，必要時可以取樣測定。同時有些純液電導率低而不能使用電磁流量計，但是實際上使用時會有些雜質，這類雜質的存在增加了電導率，以致電磁流量計可以使用，這種例子還不少，但是需要取樣測定介質的導電率。
3 安裝要求和注意事項
3.1 確保傳感器內液體處于滿管狀態
傳感器可以水平、傾斜或垂直安裝，但是要求測量管內充滿被測流體，不能有非滿管或者氣泡聚集在測量管內。如需傾斜安裝，應安裝在流體上升段；如垂直安裝，應安裝在流體流向是自下而上管段。如在敞口排放的水平管道安裝，應保證管內流體不倒空。如在兩水平段有落差5 m 以上的高段水平管道安裝，防止上水平段管內液體倒空，在上水平段管末端設“門型”管凸起，并在“門型”管最高點設自動排氣裝置。
3.2 傳感器內液體流場穩定無漩渦，多介質混合均勻
儀表上游、下游應有足夠的直管段，一般上游長度不少于10 倍管道通徑，下游長度有3 倍管道通徑。如果上游側有兩個彎頭或非全開式閥門（如調節閥）等形式的阻流管件，上游直管段需要更長。如果現場條件不能滿足，則在上游側安裝整流器，改善流體流場無漩渦。
為了有穩定的流場，流量計不應安裝在泵的入口側，應安裝在泵的出口側，并且盡可能地離泵遠些。流量計安裝在兩種液體混合點下方，混合點至流量計距離要足夠遠，一般不少于30 倍管道通徑，使得測點處介質是混合均勻的。
3.3 保護襯里不被損壞
安裝電磁流量計時，不能用管棒或繩索穿過測量管進行搬運、吊裝，以免損壞襯里。安裝F4 襯里的流量計，法蘭在擰緊時注意用力均勻，否則容易壓壞襯里，最好使用力矩扳手。在負壓管道使用流量計，襯里要粘結牢固，粘結性不好的襯里不得用于負壓管道，包括泵吸入側管道。測量管道有振動，應該在流量計兩側管道安裝固定支架，必要時用軟性連接隔斷震源。
3.4 避免電極周圍沉積雜物
測量帶顆粒的液體，最好采用垂直安裝，這樣在液體停止流動時，固體顆粒不會在測量管內沉積。測量海水、原水，在電極區域會沉積污泥或生長生物，因此要定期清洗測量管，周期一般一年一次。故在大口徑流量計附近管道上設人孔，在小口徑管道上設手孔，方便對測量管進行人工清洗。
3.5 設置良好接地裝置
一般傳感器供貨時已經設計了接地電極，但是當外界電磁場干擾較大時，電磁流量計應另行設置接地裝置，接地線采用截面積大于4 m m 2 的多股銅線，接地線埋入潮濕地下1m，接地電阻小于10 Ω，不能和電機或其他設備共用地線。
4 結束語
總之，電磁流量計的選用較之其他流量儀表要復雜很多，以上幾個方面是電磁流量計的選擇和使用的要點，其中最關鍵的是電極和襯里材料的正確選擇。如果能正確選用和正確安裝電磁流量計，既可以提高其使用壽命，又能做到既經濟又準確地測量液體流量。
