電磁流量計(jì)的襯里、電極和接地環(huán)材料的選擇

就電磁流量計(jì)而言，與流體接觸的傳感器零部件有襯里（或絕緣材料制成的測(cè)量管）、電極、接地環(huán)和密封墊片，其材料的耐腐蝕性、耐磨耗性和使用溫度上限等影響儀表對(duì)流體的適應(yīng)性。由于零部件少，形狀簡(jiǎn)單，材料選擇靈活等諸多特性，電磁流量傳感器對(duì)流體的適應(yīng)性特別強(qiáng)。在電磁流量計(jì)的選型中，如何選擇合適的襯里和電極材料十分關(guān)鍵，下面就分析一下電磁流量計(jì)的襯里、電極和接地環(huán)材料的選擇。

一、襯里材料（或直接與介質(zhì)接觸的測(cè)量管）

    電磁流量計(jì)常用襯里材料有氟塑料、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和陶瓷等。近年有采用高純氧化鋁99.99%AI2O3）陶瓷制成襯里的，但只限中小口徑傳感器。氯丁橡膠和玻璃鋼用于非腐蝕性或弱腐蝕性液體，如工業(yè)用水、廢污水及弱酸堿，價(jià)格最為低廉。
 
    氟塑料具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性，但耐磨性差，不能用于測(cè)量礦漿液。氟塑料中最早應(yīng)用的是聚四氟乙烯，多用于防腐電磁流量計(jì)的內(nèi)襯材料。因與測(cè)量管間僅靠壓貼，無粘結(jié)力，不能用于負(fù)壓管道，后開發(fā)各種改性品種，實(shí)現(xiàn)注塑成形，與測(cè)量管有較強(qiáng)結(jié)合力，可用于負(fù)壓。

    聚氨酯橡膠有極好的耐磨耗性，但耐酸堿的腐蝕性較差，它的耐磨性相當(dāng)于天然橡膠的10倍，適用于煤漿、礦漿、介質(zhì)溫度低于40～60/70℃的場(chǎng)合。氧化鋁陶瓷有極好的耐磨耗性和對(duì)強(qiáng)酸堿的耐磨腐蝕性，耐磨性約為聚氨酯橡膠的10倍，適用于具有腐蝕性的礦漿，但質(zhì)地很脆，安裝夾緊時(shí)容易碎裂，可用于較高溫度（120～140/180℃）但要防止溫度劇變，如通蒸汽滅菌，一般溫度突變不能大于100℃，升溫150℃要最好能保證有10min時(shí)間。

二、電極和接地環(huán)材料

    電極對(duì)測(cè)量介質(zhì)的耐腐是選擇材料首先考慮的因素，其次考慮是否會(huì)產(chǎn)生鈍化等表面效應(yīng)和所形成的噪聲。

1、選擇耐腐蝕材料

    電磁流量計(jì)電極的耐腐蝕性要求很高，常用金屬材料有含鉬耐酸鋼1Cr18Ni12Mo2Ti，哈氏合金（耐蝕鎳基合金）B、C、鈦、鉭、鉑銥合金等，幾乎可覆蓋全部化學(xué)液。此外還有適用于漿液等的低噪聲電極，它們是導(dǎo)電橡膠電極、導(dǎo)電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極，或包覆這些材料的金屬電極。在原則上電極材料的選擇應(yīng)從使用者借鑒該介質(zhì)在其他設(shè)備的應(yīng)用實(shí)際或以往的經(jīng)驗(yàn)來確定。有時(shí)要做必要的實(shí)驗(yàn)，如現(xiàn)場(chǎng)取液體樣品在實(shí)驗(yàn)室做待用材料的腐蝕性試驗(yàn)，最好的實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)場(chǎng)掛片，這是最接近實(shí)際應(yīng)用條件的腐蝕性試驗(yàn)，可以得出比較可靠的結(jié)論。

2、避免電極表面效應(yīng)

    電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素，但有時(shí)候電極材料對(duì)被測(cè)介質(zhì)有很好的耐腐蝕性，卻不一定就是適用的材料，還要避免產(chǎn)生電極表面效應(yīng)。電極表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和極化現(xiàn)象以及電極的觸媒作用三個(gè)方面。所謂電極表面效應(yīng)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四個(gè)方面。

• 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。例如鉭與水。鉭對(duì)水是耐腐蝕，若選擇鉭電極測(cè)量水流則錯(cuò)了，這是因?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。如測(cè)量含沙土固體顆?；蚶w維漿液的流體流量，固體顆粒擦過電極，電極雖沒被腐蝕，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。例如測(cè)果汁時(shí)，采用高頻轉(zhuǎn)換器。
• 極化電勢(shì)：是指電極感生電動(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。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，低頻矩形波激磁結(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)，但不能完全消除極化電勢(shì)干擾的影響。
• 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。如鉑電極的電磁流量計(jì)在測(cè)量雙氧水時(shí)，鉑電極雖沒被腐蝕，但雙氧水會(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)。

    目前對(duì)于有關(guān)避免或減輕電極表面效應(yīng)的介質(zhì)的電極材料匹配，還沒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。  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，他們的耐腐蝕要求比電極低，通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因其體積大，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)。

    關(guān)于電磁流量計(jì)襯里和電極對(duì)流體噪聲的影響及應(yīng)對(duì)方法，我們將在下面的文章中單獨(dú)介紹，再次就不多說了。