電磁流量計的原理和構成

  一、電磁流量計的使用方法

           （選自GB/T 18660－2002）

1范圍

本標準描述了用于測量充滿封閉管道中導電液體流量的工業電磁流量計的原理和主要設計特點，并涉及它們的安裝、運行、特性以及校準。

本標準不規定流量計在危險環境中應用的安全防護要求。它不適用于導磁性漿液及液態金屬的測量，也不適用于有衛生要求的場合。

本標準包括交流勵磁型和脈沖直流勵磁型兩種流量計。

2應用標準（略）

3定義（略）

4符號和單位

本標準使用下列符號

5基本理論

5．1概述

當液體在磁場中運動時，根據法拉第定律產生感應電動勢（見圖1）。如果磁場垂直于流動液體的電絕緣管道，而液體的電導率又不太低，則裝在管壁上的兩個電極之間可測量到一個電壓，這電壓同磁通量密度、液體的平均流速以及兩個電極之間的距離成正比。這樣，就可以測得液體的流速，進而測得液體的流量。

           圖1  電磁流量計原理圖

B－磁通密度；D－測量管內徑；V－流量信號（電動勢）；U－液體平均軸向流速

5.2 基本方程

根據法拉第電磁感應定律，感應電壓強度可用下面的簡式表達：

          V=kBL_eU…………………………………………（1）

在圓形管道中，體積流量是：

      ……………………………………………（2）

把方程（1）、（2）合并得：

    ……………………………………………（3）

或者

        ……………………………………………（4）

方程式（4）可以解釋為用各種方法產生一個校準系數，如本標準第9章和GB/T18659中所述，該系數實際上通常是靠濕式校準來得到。

6結構和工作原理

6.1概述

如圖1和圖2所示，測量管置于磁場中，使導電液體的流動方向同磁場相垂直。根據法拉第定律，液體在磁場中流動，在與其流向和磁場相垂直的方向上產生一感應電動勢。由安裝在絕緣襯里上的兩個電極，或者通過測量管上在與磁場垂直的徑向平面上的一對電容耦合型絕緣電極，產生一個正比于流速的電位差，此電壓信號可通過一個二次裝置加以處理。基于這一原理的流量計可以測量從任何方向流經測量管的流量。

             圖2 工業電磁流量計的構成

電磁流量計是由檢測流過液體流速的一次裝置，和把一次裝置產生的低電平信號轉換成工業儀表可以接受的標準化信號的二次裝置所組成。系統產生一個同體積流量（或者平均流速）成正比的輸出信號。它僅于用來測量導電的且非磁性的液體。

一次裝置和二次裝置可以組合成一個整體。

6.2一次裝置

電磁流量計的一次裝置包括導出參比信號的電子線路。