电磁流量计存在的问题及国内外研究现状电磁流量计存在的问题及国内外研究现状
1．2电磁流量计目前存在的问题
经过多年的技术探索和产品开发，世界各国在电磁流量检测仪表开发方面虽然已取得了一定的成绩，但是还存在着一定的问题。主要表现在：
1．智能性差。电磁流量计一般只有信号放大、转换、积算、记忆保存及显示等基本功能，而缺少正反向流量检测、空管检测等功能。此外，电磁流量计的励磁模块较少采用开关式恒流源，多数采用模拟式恒流源，效率低。这种恒流源的线圈电阻适应范围不够大，往往需要很大的散热器才能正常工作。
2．测量性能和灵敏度低。对传感器流量信号的转换精度不高，且多数缺乏小信号切除、非线性补偿以及数字滤波等高级信号处理能力，从而影响了流量检测精度。
3．可靠性不高。在系统设计上电磁流量计存在较多的信息转换环节，因此增加了信号处理的中间环节和信号之间的连线，易引入干扰信号，从而影响系统的检测精度和抗力。另外，还没有采用有效的软硬件容错、隔离等抗干扰措施。
4．数字化程度不够。电磁流量计一般采用模拟电流或电压信号传输，这种方式的缺点在于量程范围小、线形失真大、分辨率低、传播距离较短，传递容量小、抗震动性能差、且后续处理复杂，所以并不能适应对精密测量的要求。
5．系统开放性差。目前的电磁流量计的转换器多由分离式模拟器件构成， 从而使仪表的结构、功能等的扩充和使用维护变得困难；在软件中采用过程化软件设计思想，其可读性和扩展性较差。网络通讯接口一般只配置rs．232或rs-485串行接口，所以电磁流量计的组网和通讯能力差。
1．3国内外研究现状
针对于以上出现的问题，本文认真对国内外面前电磁流量计的研究现状进行了一些调查和相关的研究，可从如下的两个方面进行讨论。
一、技术发展现状
在科学技术飞速发展的今天，世界各国的流量计生产厂家都努力将应用到产品的设计中，以提高产品的性能，扩大产品的使用范围。具体表现在如下几个方面：
1．在仪表智能性的提高方面。仪表的智能性主要是指功能上的智能性。近年来，各流量计生产厂家不断将新型微处理器应用于其产品中，使电磁流量计具备了通过软件控制整个工作过程的能力。因此，空管检测、正／反向流量测量、非线性补偿、数字滤波、零点自校准等新功能相继出现在各电磁流量计生产厂家的产品中。此外，各电磁流量计生产厂家还在不断地改进电磁流量传感器的设计，以达到提高电磁流量计智能水平的目的。目前，fischer&porter、爱知时计电机、东芝、跏llile等公司己相继向世人展示或推出了非满管电磁流量计。该电磁流量计突破了传统电磁流量计只能准确测量满管流量的限制，实现了电磁流量检测技术的重大飞跃。在已推向市场的非满管电磁流量计中，№e公司产品的测量误差<-1％fs，成为该类产品中的者。
2．在励磁技术水平和测量性能的改善方面。测量精度和零点稳定性对电磁流量计来说至关重要，而这些技术指标与流量计所采用的励磁技术密切相关。为了提高电磁流量计的测量性能，世界各国的流量计生产厂家都在不断开展励磁技术的研究。随着电子技术的发展，励磁技术从直流励磁和交流励磁发展到低频矩形波励磁、三值低频矩形波励磁等技术阶段。目前，低频矩形波励磁已成为国内外电磁流量计励磁方式的主流。然而，应用实践发现低频矩形波励磁抗流动噪声和抗浆液噪声的能力并不理想。针对这一缺点，国外一些电磁流量计研究机构目前己经采用了几种改进的激磁方式如：双频率励磁技术、频率可调整矩形波励磁技术、脉冲交流励磁技术等。其中，德国turbo messtechnik公司推出的脉冲交流励磁技术效果突出。应用该技术制作的电磁流量计，其检测到的流量信号幅值为通常矩形波励磁仪表的10倍，且具有较高的信噪比。
3．在测量灵敏度的提高和励磁功耗的降低方面。电磁流量传感器的灵敏度以单位流速所产生感应电势的值来表示，数值愈小灵敏度愈高。早期交流励磁方式仪表的灵敏度为1～1．5mv／(ngs)，低频矩形波励磁方式初期为0．2～ 0．4mv／(州，现在则进一步提高到0．02-'0．04mv／(m／s)。在所需励磁功率方面， 早期的交流励磁方式需要数百瓦的功率，低频矩形波励磁方式初期需要10,-一20w，现在则可降低到数十毫瓦。励磁功率的降低不仅使流量传感器在设计上实现了本质安全防爆和结构轻巧的目标，而且还使采用蓄电池为励磁线圈供电的想法变为可能。在这种情况下，国外的一些流量计生产厂家推出了采用蓄电池供电的仪表。例如，英国abb kent-tagler公司推向市场的vbc型仪表和商业名aquamag的仪表，aquamag仪表采取了瞬间供电运行，即每隔15分钟给励磁线圈通电6s，其电池寿命可超过1年，并也可由太阳能电池供电：日本爱知时计电机公司的sw型电磁流量计，其内置电池可连续使用10年。此外，目前市场上还出现了传感器和转换器间只需信号线相连的二线制电磁流量计。代表性产品有日本山武·雷尼韦尔的smf．3000型和爱知时计的tav型。
4．在信号处理能力的增强和测量误差的减小方面。电磁流量计降低励磁电流、改进传感器结构及磁通分布密度，就可实现小型、轻量一体化的目标。但是，以上改进会使液体单位流速所产生的电感变小，对于不同的测量介质流量传导内阻也会产生很大变化，从而增加了信号处理的难度，延缓了电磁流量计向前发展的速度。随着微电子技术和计算机技术的进步，各电磁流量计生产厂家采用高性能集成芯片和微处理器来提高信号放大处理精度、补偿检测误差， 以克服传感器、励磁电流等方面改进所带来的弊端，大大加快了流量计向前发展的速度。采用各项新技术后，电磁流量计不仅在体积方面缩小，而且在精度上有了较大提高。
5．在系统开放性的提高方面。系统的开放性包括硬件电路开放性、软件结构开放性、通讯接口开放性以及人机界面开放性。增强系统开放性有利于系统功能扩展、仪表间的互联及系统组网，更有利于操作和维护。随着电子、通信等技术的发展和日趋成熟，电磁流量仪表工业进入了新的发展时期。目前，国外各电磁流量计公司已将rs-485标准总线、can总线、无线传输等技术应用于电磁流量计系统的设计中，推出了具有网络通信功能的电磁流量仪表。
二、市场状况
电磁流量计是一种测量导电介质体积流量的计量仅表，它主要由电磁流量传感器、流量转换和处理仪表等部分组成。具有无节流阻流部件，不易堵塞， 耐腐蚀性好，适用介质范围广，测量精度不受被测介质温度、粘度、密度、压力、比重等物理参数的影响，其示值在一定的电导率范围内与被标定的液体种类无关等特点。电磁流量计除可测量一般液体的流量外，还可测量液固两相液体、高粘度液体及盐类、强酸、强碱液体的体积流量，可广泛应用于水泥、化工、轻纺、冶金、矿山、造纸、医药、给排水、食品饮料、制糖、酿造等工业技术部门，特别是在环保领域。目前，电磁流量计己成为环保部门定量管理企业污水排放的有效工具。
经过几十年的发展，国内外生产电磁流量计的厂家如雨后春笋般迅速发展起来。当前国外电磁流量计专业生产厂有50家以上，其中美国至少有18家， 德国和日本至少各有10家，英国至少有5家。有竞争力和有一定生产规模的电磁流量计专业制造企业有：bailey．fischer&porter、krohne、横河、endress+hauser、abb kenttayler、foxboro、山武、brook／rosemount、danfoss、东芝、富士电机、turbowerk、sparling等。
我国电磁流量计在工业上的应用始于60年代初，其中上海光华仪表厂是国内生产该产品的企业。目前国内仪表行业己经可以提供较为完整的系列仪表，其中上海光华·爱而美特仪器有限公司可以做到口径为3m的流量计。近年国内电磁流量计全国销售台数估计在8500．10000台之间，并且每年以35％的比例增加。迄今我国至少有21家电磁流量计制造厂，产量排在前4位的是：上海光华·爱而美特仪器有限公司、开封仪表厂、上海横河电机有限公司和上海光华仪表厂。它们占有电磁流量计中国市场80％左右的份额。在当代流量仪表品种(压差式、浮子式、容积式、电磁式、涡轮式、涡街式、超声式、科里奥利斯质量式、热式和明渠式)中，电磁流量计的销售金额和生产台数均占有相当大比重。据统计，电磁流量计在1997年的世界流量计*仅次于差压式流量计排在第二位。而开封电磁流量计目前*排在第二位，而其市场增长率却大于压差式流量计。我们可以预期：在未来的数十年内，随着智能电磁流量计优点的增多、缺点的不断解决，电磁流量计会依据其自身*的优点在*上一举超过压差式流量计，成为流量计市场的。
据报道，美国1989年的实际流量仪表市场为7．25亿美元，电磁流量计占9．7％；日本1992年的实际流量仪表市场为591亿日元，其中电磁流量计占16．5％， 仅次于差压式流量计位于第二，由此可见电磁流量计在流量计量工业中的重要地位。近年来电磁流量计更是以突飞猛进的速度在发展，随着国内供水行业自动化技术水平不断提高以及贸易结算计量的要求，其在给排水行业的应用也越来越得到重视。
根据arc近期的一项研究，电磁流量计在未来5年的年复合增长率可达到3．5％。这一市场2006年达到7．304亿美元，预计至201 1年将达到8．66亿美元。