特殊结构电磁流量计
1.潜水型电磁流量计
潜水型电磁流量计是20世纪80年代发展起来的用来连续测量明渠、暗渠、河道或非满管中导电液体体积流量的流量仪表。其测量原理与一般电磁流量计相同，只是传感器制成整体密封型防水结构，可长期置于水下工作，以适应明渠、暗渠、河道等开口流道及大管径非满管的流量测量。其传感器结构原理如图7-13所示。
主体材料一般选用耐腐、耐温的硬聚氯乙烯，电*一般采用耐酸刚1Cr18Ni9Ti或其他特殊材料。
由于潜水型电磁流量计具有适用于圆形、矩形和任意形状的明渠、暗沟或河道的流量测量；对上下游直渠段要求低；采用低频三值矩形波励磁技术而零点稳定，工作可靠等特点，潜水型电磁流量计非常适合于明渠或暗渠中污水排放(污水流量计)的流量测量。
2.非满管电磁流量计
电磁流量计从20世纪50年代商品化以来一直用于测量满管流量，直到90年代初期，Fischer&Forter*先研制出了非满管电磁流量计。这种仪表由两部分组成，一是安装在管道上的传感器，二是由微处理器控制的转换器，即可就地指示，又可远传显示和控制。从外观上看，它与普通电磁流量计并没有什么不同，同样具有无可动部件、无阻流件、压损*小、线性输出和范围度宽等优点。
与普通电磁流量计只有在直径方向一对检测电*不同，非满管电磁流量计的流量传感器的测量管中央同一圆周上，水平轴及其下半圆周分别安装有3对电*E1、E2和E3，如图7-14所示。
上下两励磁线圈可以分别接成串励如图7-14a和反励如图7-14b两种模式。
设电*E1装在管道中间直径位置，E2在20%直径高度位置，E3在10%直径高度位置。现在只考虑电*E1和E2的作用原理，电*E3和E2一样。
当传感器工作在串励模式时，磁场如图7-14a所示，和普通电磁流量计一样，电*上得到的电动势e与管内流速成正比。如果设满管流时，电*E1和E2上得到的电动势e1和e2都标准化为“1”，则当管内介质液面下降时，电动势信号e1和e2相对于同等流量就要增加，如图7-15所示。当液面下降到50%高度时，电*E1上的信号将增加到“2”。液面低于50%高度时，电*E1将因测不到电信号而失去作用。同理，电*E2和E3上的信号也随管内液面高度而变化，但电*E2*低可测20%液面高度，电*E3*低可测10%液面高度。
可见，串励磁模式时，传感器所提供的信号包含了管内流速的信息见图7-15.
当传感器工作在反励模式时，磁场如图7-14b所示，由于上下两励磁线圈反向励磁，当流体充满测量管道时，磁场分布和流动分布都是对称的，所以电*E1上得到的电势信号为“0”。当测量挂内液面下降时，管道上半部分的流体对电动势信号的贡献减少，而下半部分仍保持原值，结果是电*E1上得到的信号不为零。管内流体液面越低（〉50%），E1上得到的信号就越大。同样的原理可应用于电*E2和E3.由于它们的安装位置不在测量管中间，所以即使流体充满管道时，E2和E3上的电动势信号也不为零，但其值总随液面高度的变化而变化。
可见，反励模式时，传感器所提供的信号包含了管内液面高度的信息。
测量时，两个相位相差90°的方波电流信号如图7-16所示。
分布控制两个励磁线圈WE1和WE2，从而获得串励和反励模式的连续切换。流量信号的测量总是在每个励磁模式的*后1/3控制阶段进行。可测高于测量管内径10%液位的流量，测量误差小于1.5%FS。
继Fischer&Porter以后，东芝、Krohne等公司也相继提出非满管电磁流量计，且测量原理有所不同，如Krohne的非满管电磁流量计，用离测量管底部0.1D高度的一对电*测量流速，在衬里背面置有多块大面积电*，以相似于电容液位计原理检测测量管内液位高度，从而求得非满管流量。测量准确度一般可达±1%FS（流速大于1m/s）。
3.多电*电磁流量计
德国Karlsruhe大学的有关学者提出了如图7-17所示的双组励磁线圈多电*电磁流量计的结构，以减少轴向不对称流场分布的影响。他们研制的一D=24mm，有8对电*的样机，在严重轴向不对称流场下对不同电*组合进行了实验，结果表明有4对电*就可以获得满意的结构，能明显地减低轴对称流受到破坏时产生的测量误差。可使上游直管段长度减少到单对电*的一半左右。
对口径在500mm以上的电磁流量计，很多**都采用多电*结构。如图7-18所示为电磁流量计上游流动条件相同时，采用不同电*对数时流量测量误差的试验曲线。
4.插入式电磁流量计
插入式电磁流量计是以测量管道内局部流速来推算整体流量的仪表，主要用于大管径管道的流量测量。电磁流量传感器从管道开孔中径向地插入管道，插入深度可以有不同规定，或插入到管道中心，或插入到管道内平均流速处。插入 式电磁流量计精度较低，价格相对也比较低，一般不用来测量流体总量，而是常用于过程参数的控制系统。下面是几种插入式电磁流量计的结构图。
图7-19所示为德国的一种插入式电磁流量传感器结构，传感器测量孔中心轴固定在主管道内径的1/8处，基本在管道平均流速点附近。一般传感器应安装在上游具有10D、下游具有5D的直管段上，如果上游有三通或有未全开阀门时，则上游应有15D-25D的直管段。传感器轴应基本与上游弯头或阀门杆处于同一水平内。
图7-20为另一种插入式电磁流量计的结构，电*直接安装在探头两侧，面不用在探头上打测量孔。
安装时应保证探头插入深度H为管道内径的10%，可根据厂家提供的探头尺寸控制插入深度。
安装时应保证探头插入深度H为管道内径的10%，可根据厂家提供的探头尺寸控制插入深度。
为了提高测量精度，国外已经研制出均速管型的插入式电磁流量计，探头插在直径方向，贯穿管道直径，电*按等面积法布置在探头上，如图7-21所示。
一般，在管径小于300mm时用三对电*，管径大于350mm时用5对电*。其优点是适用于大管径管道高精度测量，可以不断流装卸流量传感器。测量精度可达1%R+0.015m/s，线性度为0.3%，重复性可达0.2%。
一般，在管径小于300mm时用三对电*，管径大于350mm时用5对电*。其优点是适用于大管径管道高精度测量，可以不断流装卸流量传感器。测量精度可达1%R+0.015m/s，线性度为0.3%，重复性可达0.2%。
