在工業領域，電磁流量計應用廣泛，例如煉油廠工藝裝置中的循環水管線、新鮮水管線、含鹽污水管線流量測量；烷基化裝置中濃硫酸、稀硫酸、中間酸等介質管線流量測量；硫磺裝置中堿液、急冷水等管線流量測量。由于電磁流量計測量原理的特殊性，其接地問題直接影響到儀表正常投用和測量精度，所以，正確理解電磁流量計的接地原因，熟悉電磁流量計在不同使用場合下的接地方案，有助于電磁流量計的合理選型、安裝投用、故障排查。

 

１、電磁流量計的工作原理

              電磁流量計是基于電磁感應定律工作原理的流量檢測儀表。根據法拉第電磁感應定律，導體在磁場中運動時，通過切割磁力線產生感應電勢。電磁流量計的傳感器通過位于導體兩端的正負電極來獲取電勢信號，再通過信號線傳遞給轉換器，經過信號放大、轉換后傳輸到控制室。典型的電磁流量計工作原理如圖１所示，其中，Ｅｘ表示感應電動勢，ｋ為系數，Ｂ表示磁感應強度，ｄ表示兩電極間距離（測量管內徑），ｖ表示介質流速。

２、電磁流量計的接地問題

２．１接地問題產生的根源

從圖１可以看出，感應電動勢Ｅｘ是由流經電磁流量計前后法蘭間（ａ端至ｂ端）的導體（被測介質）切割磁力線產生，所以Ｅｘ的負端參考電位必須和流量計兩法蘭間的被測介質電位一致，為了嚴格保證兩者的一致性，除保證流量計電極與介質接觸外，還應通過可靠的接地來保持零電位；同時，由于Ｅｘ數值較小，滿量程時僅２．５～８．０ｍＶ，當流量很小時，只有幾微伏，所以為了避免外界干擾（主要是靜電干擾）帶來的Ｅｘ數值漂移，需通過接地將傳感器電極測量到的微弱電動勢Ｅｘ完整、無損地傳遞給轉換器。以上是電磁流量計正常工作的兩個關鍵點，也是電磁流量計在接地要求方面區別于其他流量計的根本原因。

 

２．２與熱電偶信號的不同

              電磁流量計工作時，電極間產生的信號為毫伏級，如２．１節所述，這是其現場儀表需可靠接地的原因之一，但并非所有的毫伏級信號儀表在工作時都需要接地。為了更好地理解電磁流量計接地的必要性，避免陷入認知的誤區，該處可類比同為毫伏級信號的熱電偶，其現場儀表工作時不需要采取單獨的接地措施。究其原因，是因為熱電偶的毫伏級信號產生于熱端和冷端，兩種不同材質的電極由于熱電效應，在熱端構成了正負極，并通過補償導線延伸到冷端，負極不需要與被測介質電位相同。而電磁流量計工作電極與介質接觸并保持同一負電位，是其工作的前置必要條件。

 

３電磁流量計的接地方案

              如圖１所示，當流體切割磁力線產生流量信號時，一個電極上產生正電勢，另一個電極上產生負電勢，為了避免極化反應，兩者交替變化。由于電勢差以流體本身作為零電位，所以電磁流量計傳感器輸出信號的接地點應與被測介質電氣連接，這是電磁流量計工作的必要條件，如不滿足該條件，電磁流量計就不能正常工作。因此，電磁流量計轉換器輸入端中點必須與流體共處于零電位且導通，這樣才能構成對稱的輸入回路。但在工程實施過程中，針對不同的工況場合，仍需采用不同的接地方案。

 

３．１安裝于金屬管道的接地方案

              電磁流量計所測量的介質必須是導電的，所以當電磁流量計安裝于無襯里金屬管道時，如果確認金屬管道已進行了可靠接地，則電磁流量計不再需要單獨接地。原因是因為電磁流量計通過金屬墊片、螺栓和管道已構成了一個整體，電位為０。此處應注意兩個細節：為了避免導磁，電磁流量計本體一般采用不銹鋼材質或碳鋼加非金屬襯里，前面所述的不需要單獨接地的電磁流量計，是針對本體為不銹鋼及其他非導磁金屬材質而言；對于碳鋼加非金屬襯里的，如果不帶非金屬法蘭翻邊，當采用金屬墊片時，不需單獨接地，但對于帶有非金屬法蘭翻邊的電磁流量計，如果連接螺栓的電阻值大于０．０３Ω（注：數據來自于ＧＢ／Ｔ２０８０１．４—２００６《壓力管道規范工業管道第４部分：制作與安裝》１０．１２．１條，經驗數值是數量少于５個），應采用和非金屬管道相同的接地方案。金屬管道電磁流量計接地方案如圖２所示。