提高電磁管道流量計襯里和電*的加工粗糙度水平，不僅改善了產品的外觀性能，更重要的是從本質上降低了流體噪聲產生的幾率和幅度，從而提高流量計測量的靈敏度和穩定性。本文從傳感器襯里和電*粗糙度引起電磁管道流量計動態零點的流體噪聲分類、產生，引導出能夠降低流體噪聲提高信噪比的重要措施。進而介紹電磁管道流量計傳感器制造中一些關鍵工藝措施，希望對提高我國電磁管道流量計制造水平和產品競爭能力起到一定幫助作用。

1.流體噪聲

電磁管道流量計在應用中除了受周圍環境條件，電磁場、靜電場等因素產生的噪聲影響外，被測介質的流體噪聲也是非常重要的影響因素。流體噪聲是一種直流*化電壓，在低頻矩形波勵磁方式中尤為突出，常有：漿液噪聲、流動噪聲和高端流速噪聲。

流體噪聲的產生原因有下面幾種情況：

⑴不銹鋼電*的耐腐蝕是在其表面具有一個*薄的鈍化層，使得電化學反應達到平衡狀態。如圖1所示，流體中的固體物撞擊電*，使得電*表面鈍化層被破壞，失掉電化學平衡。而金屬材料與流體介質接觸具有重新恢復生成表面鈍化層保持電化學平衡的能力。在達到點化學平衡期間，金屬和流體中的游離離子在信號電場作用下不斷進行著電化學反應。固體顆粒撞擊電*，不斷破壞保護的鈍化層；電化學反應又反復生成鈍化層，于是形成了電*間的電位不斷大幅地度變化，這種變化的電位造成流量信號中的流體噪聲。這種情況也即電磁管道流量計中通常講的漿液噪聲。理論和實踐表明，影響電化學反應信號電場變化的頻率升高，可使流體噪聲幅度迅速下降，這就是高頻勵磁和雙頻勵磁可以解決漿液測量的原因。

⑵流體摩擦襯里和電*，流體中發生的正、負離子從電解質流體中分離。襯里和電*表面越粗糙，游離的離子濃度就越高。見圖2，受電*信號電場的作用，一部分離子會向電*移動，形成噪聲電壓，這種噪聲被稱為流動噪聲。流動噪聲在低電導率測量時表現比較突出。流動噪聲與外電場強度有關，高流速時感應信號越大，噪聲幅度也越大，輸出就會很不穩定。

⑶流體電導率和pH值的急劇變化也會形成流動噪聲，流量計上游加藥表現的測量不穩定就是典型例子。原因是不同介質在不均勻混合時，流體中容易分離出正、負離子，受電*信號電場的作用，一部分離子會向電*移動，形成了流動噪聲電壓，造成輸出的不穩定。

⑷由于高流速流動流體靠近襯里和電磁管道流量計電*部位的層流邊界層厚度變得很薄，如圖3所示，襯里和電*的粗糙度高度突破了流速層流邊界層的厚度，流體撞擊這部分粗糙度高度，發生流速發散和突變。有一部分與測量管中心軸方向相同（或相反）的流速分量，受信號權重函數的作用，對電*信號產生了很大影響，形成了大的正誤差，這就是高端流速噪聲。

可見，上述流體噪聲中的流動噪聲和高端流速噪聲與測量管的襯里和電*表面粗糙度直接有關，*化電壓產生的漿液噪聲與電*表面粗糙度也有很大關系。

2.金屬電*抗流體腐蝕鈍化膜的形成

不銹鋼電*的抗腐蝕性能，主要是由于表面覆蓋著一層*薄(約1nm厚)致密的鈍化膜。這層鈍化膜隔離腐蝕性流體介質，是不銹鋼電*防護的基本屏障。不銹鋼電*鈍化具有動態特征，不應看作腐蝕完全停止，而是形成擴散的阻擋層，使陽*反應速度大大降低。對不銹鋼電*，通常在有還原劑(如氯離子)情況下傾向于破壞鈍化膜，而在氧化劑(如空氣和水)存在時能保持或修復鈍化膜。不銹鋼電*放置于空氣和水中會形成氧化膜，但這種膜的保護性不夠完善，速度也很慢。圖4為不銹鋼電*用XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)光電能譜設備進行的表面化學分析量化圖。左圖是未經工藝處理的電*表面向內不同深度主要元素鉻（Cr）、氧（O）、鐵（Fe）的含量比率?？梢钥吹剑谏疃燃s1nm位置鉻的含量約20%，即表示鈍化膜為貧鉻層。右圖為經過機械研磨拋光或酸洗、化學拋光等工序進行鈍化處理工藝措施，使鐵與鐵的氧化物比鉻與鉻的氧化物優先溶解，去掉了貧鉻層，造成鉻在不銹鋼表面的富集，在深度約1nm位置鉻的含量約達30%。這種富鉻鈍化膜的*化電位(SCE)可達+1.0V，接近貴金屬金、鉑的*化電位，因此，不銹鋼得以提高抗腐蝕的穩定性。不同的鈍化處理方法也會影響膜的成分與結構，從而影響不銹性。如通過電化學改性處理，可使鈍化膜具有多層結構，在阻擋層形成CrO3或Cr2O3，或形成玻璃態的氧化膜，使不銹鋼能發揮*大的耐蝕性。

不銹鋼電*的耐腐蝕主要依靠表面鈍化膜，如果鈍化膜不完整或有缺陷，不銹鋼仍會被腐蝕，當然仍然會出現流體噪聲。電*在加工成形、組裝及安裝標記等過程中會帶來表面油污、鐵銹、非金屬臟物、低熔點金屬污染物、油漆、焊渣與飛濺物等，這些物質影響了不銹鋼電*的表面質量，破壞了其表面的氧化膜，降低了不繡鋼的抗全面腐蝕性能，也形成流體噪聲的產生，影響到流量計測量的穩定性。所以改善電*裝配前的工藝處理和存放、裝配的工藝方法，保護好鈍化膜是電磁管道流量計制造中重要技術之一。