本文件适用于测量封闭满管道内导电液体流量的工业电磁流量计。 本文件涵盖采用交流 （AC）和脉冲直流（DC）两种励磁形式的电磁流量计以及由主电源供电、电池供电或者其他电源供电的电磁流量计。 本文件不适用于插入式电磁流量计、明渠或者非满管使用的电磁流量计，也不适用于测量铁磁浆料或液态金属的电磁流量计。 本文件没有规定在危险环境中使用电磁流量计的安全要求。

ICS 17.120.10
CCS N 12
中华人民共和国国家标准
GB/T18659—2023/ISO20456:2017代替GB/T18659—2002，GB/T18660—2002，GB/T20729—2006封闭管道中流体流量的测量
电磁流量计使用指南
Measurement of fluid flowin closed conduits-Guidance for the use of electromagnetic flowmeters(ISO 20456:2017,Measurement of fluid flow in closed conduits-Guidance for the use of electromagnetic flowmeters for conductive liquids, IDT)2023-08-06 发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-03-01实施
规范性引用文件
术语和定义
理论和基本公式
结构和工作原理
传感器
变送器
流量计/变送器输出
设备标志
推荐信息
8安装设计和实施
传感器下载标准就来标准下载网
变送器的位置
8.3操作注意事项·
9流量计的校准、确认和验证
流量计的校准（制造商标定）
9.2流量计的验证（现场电子验证）10流量计性能评定
一般要求
其他标准范围内的应用
11不确定度分析
附录A（资料性）
附录B（资料性）
附录C（资料性）
附录D（资料性）
附录E（资料性）
参考文献
传感器结构材料
交流和直流励磁测量系统实际应用注意事项阴极保护
公称通径公制单位与美制单位换算制造商的准确度规范
GB/T18659—2023/ISO20456:2017X
GB/T18659—2023/ISO20456:2017本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T18660一2002《封闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的使用方法》、GB/T18659一2002《封闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的性能评定方法》、GB/T20729一2006《封闭管道中导电液体流量的测量法兰安装电磁流量计总长度》。本文件以GB/T18660—2002的内容为主，整合了GB/T18659—2002和GB/T20729—2006的内容。与GB/T18660—2002相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：更改了部分符号（见第4章，GB/T18660一2002的第4章）；一更改了变送器实现的功能（见6.3.1，GB/T18660一2002的6.3）；一更改了流量计/变送器的输出形式（见6.4，GB/T18660一2002的6.4）；一增加了埋在地下的传感器、被水淹没的传感器的安装条件（见8.1.2.6、8.1.2.7）；一更改了小角度锥形管的推荐最大圆锥角（见8.1.5.4，GB/T18660一2002的7.1.3.3）；删除了功率因数（见GB/T18660一2002的7.1.4.2）；——一删除了关于传感器清洗和维护的内容（见GB/T18660一2002的7.1.5）；一增加了法兰连接安装尺寸的内容（见8.1.6）；一增加了流量计的验证（现场电子验证）的内容（见9.2）；增加了流量计性能评定的内容（见第10章）；一更改了不确定度分析的相关内容（见第11章，GB/T18660一2002的第10章）。本文件等同采用ISO20456：2017《封闭管道中流体流量的测量导电液体用电磁流量计使用指南》。
本文件做了下列最小限度的编辑性改动：为与现有标准协调，将标准名称改为《封闭管道中流体流量的测量电磁流量计使用指南》；
-将式（3）～式（5)中的体积流量q改为q；修正了ISO20456：2017中的错误，将B.1中“6.3.1”修正为“6.3.2”。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。本文件起草单位：上海工业自动化仪表研究院有限公司、西安安森智能仪器股份有限公司、北京瑞普三元计装科技有限公司、开封仪表有限公司、宁波水表（集团）股份有限公司、恩德斯豪斯（中国）自动化有限公司、天信仪表集团有限公司、河北省计量监督检测研究院、江苏省计量科学研究院、余姚市银环流量有限公司、深圳万讯自控股份有限公司、河北雄安长河科技有限公司、丹东通博电器（集团）有限公司、北京市计量检测科学研究院、福建顺昌虹润精密仪器有限公司、北京菲舍波特科技发展有限公司、杭州盘古自动化系统有限公司、青岛自动化仪表有限公司、北京瑞普三元仪表有限公司、上海西派埃自动化科技有限公司、江苏杰克仪表有限公司、江苏华夏仪表有限公司、上海晋想仪表科技有限公司、北京远东仪表有限公司、中石化中原石油工程设计有限公司、毕托巴科技股份有限公司、江苏红光仪表厂有限公司、浙江奥新仪表有限公司、山东福瑞德测控系统有限公司、江苏新晖测控科技有限公司。本文件主要起草人：肖红练、王士兴、李振中、靳文哲、姚灵、赵锦铭、陶朝建、武磊、曹久莹、朱家顺、李明华、邹靖、张亮亮、郭永刚、杨有涛、孙瑜欣、陈志扬、王月声、郑明督、杨伟山、张锦华、王继忠、m
GB/T18659—2023/IS020456:2017闵心怡、孙建宇、王鑫、邓君、朱伟宁、杨朋、李迎伟、王忠辉、崔善超、范叔晋、司书一、陆新宇。本文件所代替文件的历次版本发布情况-GB/T18660—2002、GB/T18659—2002、GB/T20729—2006。IV
1范围
GB/T18659—2023/IS020456:2017封闭管道中流体流量的测量
电磁流量计使用指南
本文件适用于测量封闭满管道内导电液体流量的工业电磁流量计。本文件涵盖采用交流（AC)和脉冲直流(DC)两种励磁形式的电磁流量计以及由主电源供电、电池供电或者其他电源供电的电磁流量计。
本文件不适用于插入式电磁流量计、明渠或者非满管使用的电磁流量计，也不适用于测量铁磁浆料或液态金属的电磁流量计。
本文件没有规定在危险环境中使用电磁流量计的安全要求。2规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。ISO和IEC在以下网址设有标准化术语数据库：-IEC电工百科：http：//www.electropedia.org/；—ISO在线浏览平台：http：//www.iso.org/obp3.1
电磁流量计electromagneticflowmeter产生一个垂直于流动方向的磁场，利用导电流体在磁场中流动所产生的感应电压U。推导出流量的流量计。
注：电磁流量计由传感器（3.2）和变送器（3.3)组成，3.2
传感器sensor
至少包括下列单元的装置：
-段被测导电液体流经的电绝缘测量管：一
一一对测量导电液体流动所产生的信号的电极；个在测量管（3.4)中产生磁场的电磁体注1：传感器产生一个与流量成比例的信号，有时还产生一个参比信号（3.9），见6.2。注2：以前曾用一次装置或流量测量管等术语表示传感器，注3：在某些情况下，还使用其他电极，例如接地电极、满管检测电极（空管检测），见3.5。3.3
变送器transmitter
包含驱动励磁线圈和提取流量信号的电路装置1
GB/T18659—2023/IS020456:2017注1：变送器可直接安装在传感器（3.2）上（一体型），或者通过电缆连接到传感器（分体型）注2：以前曾用二次装置、转换器或电子单元等术语表示变送器3.4
测量管
metertube
传感器（3.2)中被测液体流经的管段，其内表面至少有一部分是电绝缘的。3.5
measuring electrodes
测量电极
用于检测感应电压的一对或多对电触头或电容极板。3.6
范围下限值
lower range value
装置设定的可测量被测变量的最低值。3.7
upperrangevalue
范围上限值
装置设定的可测量被测变量的最高值。3.8
呈span
范围上、下限值之差。
号referencesignal
参比信号
与传感器（3.2)产生的磁通量成正比并在变送器（3.3)中与流量信号进行比较的信号。3.10
输出信号
Foutputsignal
变送器（3.3)输出的与流量成函数关系的信号。3.11
雷诺数Reynolds number
表示惯性力与黏性力之比的无量纲参数。注：流过电磁流量计（3.1)的封闭管道流体的雷诺数依据流量计的公称通径和流体流过该尺寸管段的相应平均流速而定。
准确度
accuracy
被测量的测得值与其(约定)真值间的一致程度。注1：准确度宜用不确定度定量表达（见附录E），注2：宜避免用精密度(或精度)代替准确度。3.13
（测量）不确定度
uncertainty（of measurement)以某个规定值和置信水平预期被测量的真值所在的量值范围。注：见第11章。
校准系数
calibrationfactor
通过液体校准确定，使输出信号（3.10）与体积流量相关联的数值。2
校准calibration
GB/T18659—2023/IS020456:2017在规定条件下的一组操作，其第一步是确定测量标准提供的量值与相应示值之间的关系，第二步则是利用此信息确定由示值获得测量结果的关系。测量标准提供的量值与相应示值都具有测量不确定度。
验证（现场电子验证）
）verification(in-situ electronicverification)检验电磁流量计（3.1)工作正常的方法，其不确定度通常比受控实验室条件下的不确定度更大。3.17
校准确认
calibrationvalidation
在零与范围上限值（3.7)之间的流量下运行（一次或多次），以验证流量计确实按预期方式工作，并且符合制造商的规范。
measuringwindow
采样区间
测量代表流速的电压的时间段
ideal flowconditions
理想流动条件
管道无限长且直，没有内部扰动时的条件。注：对于电磁流量计（3.1)而言，还可假定被测液体的黏度和密度类似于水。在这些条件下，流体流动是轴对称流动，在工业中最常见的流量和管道直径下会充分发展并形成端流。4符号
下列符号适用于本文件。
F Leren
磁感应强度
平均磁感应强度
测量管内径
电场强度
电化学电压
变压器效应电压
表征量
与流速有关的电压
洛仑兹力
测量电极间距
液体的体积流量
液体平均轴向流速
特斯拉(T)
特斯拉（T）
米(m)a
单位(SI)
伏特每米（V/m）
伏特(V)
伏特(V)
伏特(V)
牛顿(N)
无量纲（一）
无量纲（一）
米(m)
立方米每秒（m2/s）
米每秒（m/s）
GB/T18659—2023/ISO20456:2017符号
表征量
哈密顿算子或失量微分算子
公称通径公制与美制单位的换算表见附录D。5理论和基本公式
无量纲（一）
单位(SI）
根据法拉第定律，当导电液体在磁场中运动时，会产生电压U，「见式（2）。该感应电压的强度可用式（1)所示的简化式表达：
FLlornz =q(E+×B)=0
=-×B=(U,)
(U)=×B
式（1)经变换整合形成式（2）：U,=kBL
圆形管道的体积流量由式（3）给出：qv
式（3）与式（2)整合，可得式（4）：qv
或式（5）：
4kiLeB
qv=k2U
.（1)
·（2）
·（3）
（4）
·（5）
式（5)可以用多种方法求解，以得到一个校准系数，但如9.1所述，实际上该系数通常是通过实流校准确定的。
6结构和工作原理
6.1概述
如图1所示，带内衬的测量管置于磁场中，使测量管中导电液体的流动方向垂直于磁场。根据法拉第定律，液体在磁场中运动时，在垂直于磁场和液体运动的方向上，会产生电压U。。将接触液体的电极安装在绝缘件上，或利用测量管内垂直于磁场的径向平面上的电容耦合型绝缘电极，可以产生一个与流速成正比的电压，并由变送器进行处理。基于这一原理的流量计能够双向测量通过测量管的流量。标引序号说明：
——线圈；
带内衬的测量管；
测量电极：
磁通量密度；
测量电极间距：
流量信号（与流速有关的电压）；液体平均轴向流速。
图1法拉第定律原理
GB/T18659—2023/IS020456:2017电磁流量计由传感器和变送器组成，过程液体流经传感器，变送器把传感器产生的流量信号转换成工业自动化仪表接受的标准化信号（例如，参见IEC60381-1和IEC60381-2）。系统产生一个与体积流量（或平均流速)成正比的输出信号。其应用通常仅限于测量导电液体传感器和变送器能够分开，通过一根或多根电缆连接，也能够集成，将变送器直接组合到传感器上。6.2传感器
图2所示为一个工业传感器（集成了变送器）的结构图传感器的主要组成部件如下。
a）测量管是传感器供液体流通的管段。对于励磁线圈安装在测量管外部的流量计，测量管采用非磁性材料制成，对于励磁线圈安装在测量管内的流量计，测量管可用磁性材料制成b）绝缘内衬将测量电极与测量管电绝缘，防止感应电压U，被测量管短路。内衬可与管道同心，或在测量电极的平面上形成特定轮廓的横截面；如果测量管是非导电的，则不强制要求使用内衬。
励磁线圈产生磁场。最常见的配置是两个励磁线圈相互对置，也有设计为单个励磁线圈的c
励磁线圈可以安装在测量管外面，或者安装在测量管内与流体隔离。励磁线圈可以是：一正弦交流（AC)励磁，如6.3.4所述，或者；直流励磁，如6.3.3所述，直流励磁通常采用脉冲直流电（DC）。d）测量电极检测感应电压U，。通常有两个金属触头相互对置，固定在直接接触流体的内衬外侧。在某些严酷应用环境的设计中，可采用不直接接触流体的电容式电极传感器也可包含一个为测量的U，提供参考值的参考电极或接地电极，和（或）一个无流体接触时产生空管警报的检测电极。
内衬和电极的材料应根据被测液体进行选择（见附录A）。传感器通常用法兰连接到管道上。但也可不采用法兰，而采用其他过程连接件。过程流体应通过接地电极、导电和无衬里的相邻管道或接地（电势平衡)环与流量计本体电连接，见8.1.3。5
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