電磁流量計的任務道理

       電磁流量計（Eletromagnetic Flowmeters，簡稱EMF）是20世紀50~60年月跟著電子技能的開展而敏捷開展起來的新型流量測量儀表。電磁流量計是依據法拉第電磁感應定律制成的，電磁流量計用來測量導電液體體積流量的儀表。因為其共同的長處，電磁流量計當前已普遍地被使用于工業進程中各類導電液體的流量測量，如各類酸、堿、鹽等侵蝕性介質；電磁流量計各類漿液流量測量，構成了共同的使用范疇。
        在構造上，電磁流量計由電磁流量傳感器和轉換器兩局部構成。傳感器裝置在工業進程管道上，它的效果是將流進管道內的液體體積流量值線性地變換成感生電勢旌旗燈號，并經過傳輸線將此旌旗燈號送到轉換器。轉換器裝置在離傳感器不太遠的當地，它將傳感器送來的流量旌旗燈號進行擴大，并轉換成流量旌旗燈號成正比的規范電旌旗燈號輸出，以進行顯示，累積和調理節制。
       電磁流量計的根本道理
       （一）測量道理
依據法拉第電磁感應定律，當一導體在磁場中活動切割磁力線時，在導體的兩頭即發生感生電勢e，其偏向由右手定章確定，其巨細與磁場的磁感應強度B，導體在磁場內的長度L及導體的活動速度u成正比，假如B， L，u三者相互垂直，則與此相仿．在磁感應強度為B的平均磁場中，垂直于磁場偏向放一個內徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速u活動時，導電流體就切割磁力線．假如在管道截面上垂直于磁場的直徑兩頭裝置一對電極（圖3—17）則可以證實，只需管道內流速散布為軸對稱散布，兩電極之間也特發生感生電動勢：
e＝BD式中，為管道截面上的均勻流速．由此可得管道的體積流量為：
qv＝πDUˉ由上式可見，體積流量qv與感應電動勢e和測量管內徑D成線性關系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數無關．這就是電磁流量計的測量道理．
需求闡明的是，要使式（3—37）嚴厲成立，必需使測量前提知足下列假定：
①磁場是平均散布的恒定磁場；
②被測流體的流速軸對稱散布；
③被測液體長短磁性的；
④被測液體的電導率平均且各向同性。
圖3－17電磁流量計道理簡圖
1－磁極；2－電極；3－管道
（二）勵磁方法
勵磁方法即發生磁場的方法．由前述可知，為使式（3—37）嚴厲成立，*個必需知足的前提就是要有一個平均恒定的磁場．為此，就需求選擇一種適宜的勵磁方法。當前，普通有三種勵碰方法，即直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁．現辨別予以引見．
1．直流勵磁
直流勵磁方法用直流電發生磁場或采用永世磁鐵，它能發生一個恒定的平均磁場．這種直流勵磁變送器的zui大長處是受交流電磁場攪擾影響很小，因此可以疏忽液體中的自感景象的影響．然則，運用直流磁場易使經過測量管道的電解質液體被極化，即電解質在電場中被電解，發生正負離子．在電場力的效果下，負離子跑向正極，正離子跑向負極．如圖3—18所示．如許，將招致正負電極辨別被相反極性的離子所圍住，嚴峻影響電磁流量計的正常任務．所以，直流勵磁普通只用于測量非電解質液體，如液態金屬等．
圖3－18直流勵磁方法
2．交流勵磁
當前，工業上運用的電磁流量計，大都采用工頻（50Hz）電源交流勵磁方法，即它的磁場是由正弦交變電流發生的，所以發生的磁場也是一個交變磁場．交變磁場變送器的首要長處是消弭了電極外表的極化于擾．別的，因為磁場是交變的，所以輸出旌旗燈號也是交變旌旗燈號，擴大和轉換低電平的交流旌旗燈號要比直流旌旗燈號輕易得多．
假如交流磁場的磁感應強度為
則電極上發生的感生電動勢為
被測體積流量為
式中Bm磁場磁感應強度的zui大值；
勵磁電流的角頻率，＝2f；
電源頻率．
由式（3－40）可知，當測量管內徑D不變，磁感應強度Bm為必然值時，兩電極上輸出的感生電動勢e與流量qv成正比．這就是交流磁場電磁流質變送器的根本任務道理．
值得留意的是，用交流磁場會帶來一系列的電磁攪擾問題．例如正交攪擾．同相關擾等，這些攪擾旌旗燈號與有效的流量旌旗燈號混同在一同．因而，若何準確區分流量旌旗燈號與攪擾旌旗燈號，并若何有用地按捺和掃除各類攪擾旌旗燈號，就成為交流勵磁電磁流量計研制的主要課題。
3．低頻方波勵磁
直流勵磁方法和交流勵滋方法各有優缺陷，為了充沛發揚它們的長處，盡量防止它們的缺陷，70年月以來，人們開端采用低頻方波勵磁方法．它的勵磁電流波形如圖3—19所示，其頻率凡間為工頻的1／4－l／10．
圖3－19方波勵磁電流波形
從圖3－19可見，在半個周期內，磁場是恒穩的直流磁場，它具有直流勵磁的特點，受電磁攪擾影響很小．從整個工夫進程看，方波旌旗燈號又是一個交變的旌旗燈號，所以它能克制直流勵滋易發生的極化景象．因而，低頻方波勵磁是一種比擬好的勵磁方法，當前已在電磁流量計上普遍的使用．歸納綜合一下，電磁流量計具有如下幾個長處：
①電磁流量計能防止交流磁場的正交電磁攪擾；
②電磁流量計消弭由散布電容惹起的工頻攪擾；
③電磁流量計按捺交流磁場在管壁和流體內部惹起的電渦流；
④電磁流量計掃除直流勵磁的極化景象．