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電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測量導(dǎo)電性液體體積流量的儀表。整套儀表由電磁流量變送器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。變送器安裝在工藝管道上，它的作用是將流經(jīng)管內(nèi)的液體流量值線性地變換成感應(yīng)電動勢信號，并通過傳輸線將此信號送到轉(zhuǎn)換器中去。轉(zhuǎn)換器的作用是將變送器送來的流量信號進行比較、放大、并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標準的輸出信號，以實現(xiàn)對被測液體流量的遠距離指示、記錄、積算或調(diào)節(jié)。
電磁流量計的工作原理方框圖如下：

基本原理：
法拉第電磁感應(yīng)定律：
當導(dǎo)體回路在磁場中作切割磁力線防線的運動時，導(dǎo)體回路兩端就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。此感應(yīng)電動勢e與通過回路面積的磁感應(yīng)通量Φ_B的變化率成正比：

式中，比例系數(shù)K由實驗確定。在國標單位制中，e的單位為v，Φ_B的單位為W吧，t的單位為s，根據(jù)實驗結(jié)果K等于1.如果考慮e的方向，則上式可寫為：

這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。
如果只考慮e的大小，就可以略去上式中dΦ_B/dt前面的負號，可寫為

式中，B為磁感應(yīng)強度（Gs）; L為在磁場中作垂直切割磁力線方向運動的導(dǎo)體的長度（cm）； V為導(dǎo)體在磁場中作磁場中作垂直于磁場方向運動的速度（cm/s）。
感應(yīng)電動勢的方向就是 矢量積的方向，可以用右手定則來確定。

根據(jù)國際單位制換算的結(jié)果，感應(yīng)電動勢的大小可用下式來表示：

由上式可知，當磁感應(yīng)強度B恒定不變，同時導(dǎo)體長度L一定時，感應(yīng)電動勢的大小只與導(dǎo)體運動的速度成正比。

電磁流量變送器的工作原理
原理：
電磁流量變送器就是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的，只是其中切割磁力線的導(dǎo)體不是一般的金屬導(dǎo)體，而是具有一定電導(dǎo)率的液體流柱，切割磁力線的長度是兩電極之間的距離，近似等于液柱的直徑，即測量管內(nèi)徑D，如下圖所示：

由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，電極兩端感應(yīng)電動勢的大小可近似等于：

由上式可知，當磁感應(yīng)強度B為一定值，并且兩電極間的距離固定不變時，電極兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢只與被測流體的平均流速成正比。
在測量管內(nèi)，穿過測量管橫斷面的液體的瞬時體積流量為：

由此可推導(dǎo)出：


由上式可以看出，感應(yīng)電動勢e與瞬時體積流量Q是線性關(guān)系，它只與磁感應(yīng)強度B和測量管內(nèi)徑D有關(guān)，而與其他物理參數(shù)的變化無關(guān)，這就是電磁流量計的最大優(yōu)點。
在這里需要需要說明，上述這些粗略計算的方程式要符合下面一些假定條件才能成立。
首先假定磁場是恒定不變，而且是均勻分布的。這就可以忽略導(dǎo)電性液體在磁場中運動時產(chǎn)生的另外兩種效應(yīng)的影響，即在液體中的感生電流與電磁力相互作用時對液體運動的影響。這兩種效應(yīng)僅在測量液態(tài)金屬時才不能忽視。
其次，假定被測液體的流速分布式軸對稱的，而且在液體中感生電流要與電場對稱，并平行于液體的軸向運動。另外，假設(shè)液體的電導(dǎo)率是均勻的和各向同性的，并且不受電場或液體運動的影響，因而排除了“霍爾效應(yīng)”的影響。并且還假定了被測液體電導(dǎo)率的變化和由于液體溫度的非均勻性所引起的熱電效應(yīng)及離子遷移等的影響都可忽略不計，這是因為在通常情況下，這些效應(yīng)的影響都是很小的。
此外，還假定了被測液體是非磁性的，并且它的磁導(dǎo)率μ與真空中的磁導(dǎo)率是一樣的。這就可以不去考慮 液體的磁性與工作磁場相互作用的影響。這種影響僅在測量鐵磁性礦漿流量時才會出現(xiàn)。
因此，在上述一些條件下測定流量時，可以認為感應(yīng)電動勢e與瞬時體積流量Q成正比，且完全是線性關(guān)系。
這就是電磁流量變送器的基本工作原理。

激磁方式
1.直流激磁
上述公式中是在磁場恒定的情況下推導(dǎo)出來的，即磁場是用直流激磁或永磁鐵所產(chǎn)生的恒定磁場，這種直流磁場變送器的最大優(yōu)點是受交流電磁場干擾的影響很小，因而液體中自感影響可以忽略不計。但是，使用直流磁場易使通過測量管內(nèi)的電解質(zhì)液體被極化，導(dǎo)致正電極被負離子包圍，負電極被正離子包圍。如圖所示。隨著時間的延長，電極表面上聚集的離子層加厚，將阻礙導(dǎo)電離子的繼續(xù)移動，導(dǎo)致電極間的內(nèi)阻增大，因而嚴重影響儀表的正常工作。
但是，當測量電導(dǎo)率很高而又不能電解的液態(tài)金屬時，例如常溫的汞，高溫的鈉、鉍等。用直流磁場的變送器是有利的。因為使用交流磁場變送器會在液態(tài)金屬中產(chǎn)生強烈的磁感應(yīng)渦電流，并引起“集膚效應(yīng)”。這不僅會使變送器的內(nèi)阻增大，而且這些感應(yīng)渦電流又會產(chǎn)生較強的二次磁通。使工作磁場被扭曲而產(chǎn)生畸變，影響儀表的正常工作。但是，這種效應(yīng)時隨磁場變化頻率的降低而減少的。在直流磁場下，這些現(xiàn)象就不會產(chǎn)生的。

2.交流激磁
目前，工業(yè)上使用的電磁流量變送器，大多采用工頻（50赫茲或60赫茲）電磁交流激磁，其工作原理如下圖：

交流磁場變送器的主要優(yōu)點是能消除電極表面的極化作用，降低變送器的內(nèi)阻。另外，采用交流激磁，輸出信號也是交流的，放大和轉(zhuǎn)換低電平高阻抗的交流信號要比直流信號容易。
如果交流磁場磁感應(yīng)強度為：

則兩極（A和B）上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：

同樣被測液體的體積流量為：

由上式可知，當測量管內(nèi)徑D固定不變，磁感應(yīng)強度B為一定值時，兩電極輸出的感應(yīng)電動勢e與流量Q成正比。這就是交流磁場電磁流量變送器的基本工作原理。
但是，用交流磁場又會帶來一系列的電磁干擾信號問題。例如90°干擾、同相干擾等。而且這些干擾信號又都與有用的流量信號混雜在一起。如何正確區(qū)分流量信號和干擾信號，并怎樣有效地抑制和排除各種干擾信號，就成為交流激磁電磁流量計制造過程中的重要課題。
此外，采用市電作為激磁電源，易受電網(wǎng)電壓和頻率波動的影響，所以要有必要的補償措施。


3.恒定電流方波激磁
上述直流激磁變送器和交流激磁變送器都各有優(yōu)缺點。為了充分利用這二種激磁方式的優(yōu)點，盡量避免它們的缺點。可采用恒定電流方波激磁方式。這種電路的原理如下所示：

由圖可知，這種電路的工作原理是在轉(zhuǎn)換器中由晶體管開關(guān)電路產(chǎn)生正負交變的方波恒定電流，然后輸入變送器的激磁線圈。此開關(guān)電路轉(zhuǎn)換的頻率僅為市電頻率的二分之一或四分之一，并與電源同期轉(zhuǎn)換。
在變送器兩電極上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與激磁電流的大小及被測介質(zhì)的平均流速成正比。感應(yīng)電動勢首先經(jīng)高輸入阻抗放大器進行交流放大，再輸入幅度脈沖變換電路，經(jīng)取樣保持電路轉(zhuǎn)成脈沖信號，然后進入直流差動放大器，將其差值放大后送入電壓轉(zhuǎn)換電路。最后，將電壓信號轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標準的直流電流信號和脈沖頻率，并作為輸出信號。以便進行指示、記錄、積算和調(diào)節(jié)。
這種電路的特點是不再需要設(shè)置專門的干擾補償機構(gòu)和電源電壓及頻率波動的補償機構(gòu)。此外，這種電路在轉(zhuǎn)換器中設(shè)有激磁電流調(diào)整回路，能夠把變送器在實流標定時求出的恒定電流的數(shù)值作為變送器的定值系數(shù)，并標記在變送器的銘牌上。例如，在實際標定時，當流速為1m/s,輸出感應(yīng)電動勢為1mV時，得出恒定激磁電流為某一值，就作為這臺變送器的定值系數(shù)。當這臺變送器在與任何一臺轉(zhuǎn)換器配套使用時，只要將轉(zhuǎn)換器調(diào)整到這臺變送器所標記的定值系數(shù)，即激磁電流值，就可進行流量測量，而不需要再做配套實流標定，所以，這種激磁方式不但克服了直流和交流激磁的所有缺點，同時還解決了變送器和轉(zhuǎn)換器的互相性問題。