電磁流量計（電磁流量計，簡(jiǎn)稱(chēng)EMF）是20世紀50年至60年的電子技術(shù)發(fā)展和新型流量測量?jì)x器的快速發(fā)展。電磁流量計基于法拉第電磁感應定律，用于測量導電液體流量計的體積。由于其獨特的優(yōu)點(diǎn)，電磁流量計已廣泛應用于工業(yè)過(guò)程中各種導電液體流量測量，如各種酸，堿，鹽等腐蝕性介質(zhì);電磁流量計泥漿流量測量，形成A獨特的應用領(lǐng)域。

    在結構中，電磁流量計由電磁流量傳感器和轉換器組成兩部分組成。傳感器安裝在工業(yè)過(guò)程管上，用于將流入管道的液體體積線(xiàn)性轉換為感應電位信號，并通過(guò)傳輸線(xiàn)將信號發(fā)送到轉換器。轉換器遠離傳感器，放大傳感器發(fā)送的流量信號，并將其轉換成與流量信號成比例的標準電信號，以進(jìn)行顯示，累加和調整控制。

電磁流量計結構圖

電磁流量計的基本原理

（一）測量原理根據法拉第電磁感應定律，當導體在磁場(chǎng)中移動(dòng)磁場(chǎng)時(shí)，在導體的兩端產(chǎn)生感應電位e，其方向由右側規則確定。磁場(chǎng)的磁場(chǎng)，導體的速度彼此成比例。如果B，L和u彼此垂直，則

E = Blu（3-35）

與此類(lèi)似。在具有磁感應強度B的均勻磁場(chǎng)中，具有內徑D的非導電管道垂直于磁場(chǎng)的方向放置。當導電液體以流量u流入管道時(shí)，導電流體切斷磁場(chǎng)線(xiàn)。如果一對電極（圖3-17）垂直于管段中的磁場(chǎng)直徑安裝，則可以看出，只要兩個(gè)電極之間的流速分布，也可以產(chǎn)生感應電動(dòng)勢管道是軸對稱(chēng)的，

E = BD（3-36）

其中，對于管段的平均流量。管道的體積流量為：

Qv =πDUˉ=（3-37）

從上述等式可以看出，體積流量qv與感應電動(dòng)勢e和測量管的直徑D線(xiàn)性相關(guān)，與磁場(chǎng)的磁感應強度B成反比，與其他磁場(chǎng)無(wú)關(guān)物理參數。這是電磁流儀表的測量原理。

要注意的是，為了使公式（3-37）嚴格確定，必須使測量條件符合以下假設：

①磁場(chǎng)是恒定磁場(chǎng)的均勻分布;

②測量流體流速的對稱(chēng)分布;

③測量液體非磁性;

④測量的液體電導率均勻且各向同性。

圖3-17電磁流量計示意圖

電磁流量計工作原理圖

1極; 2電極; 3-管

（2）勵磁模式

    勵磁模式是產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式。從上述可以看出，為了使公式（3-37）嚴格確定，必須滿(mǎn)足的第一條件是具有均勻且恒定的磁場(chǎng)。為此，您需要選擇合適的激勵方式。目前，通常有三種觸摸模式，即直流勵磁，交流勵磁和低頻方波激勵。分別呈現。

直流勵磁

    直流勵磁模式使用直流電來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)或永磁體，產(chǎn)生恒定均勻的磁場(chǎng)。這種直流勵磁發(fā)射機的優(yōu)勢在于它受到交流電磁場(chǎng)干擾的影響，可以忽略液體中自感的影響。然而，直流磁場(chǎng)的使用容易通過(guò)電解質(zhì)溶液的測量身體是極化的，即電解質(zhì)在電場(chǎng)中電解產(chǎn)生正離子和負離子。在電場(chǎng)作用下，負離子運行到正極，正離子運行到負極。如圖3-18所示。這將導致正極和負極被離子的相反極性包圍，嚴重影響電磁流量計的正常運行。因此，直流激發(fā)通常僅用于測量液體金屬等非電解液體。

圖3-18直流勵磁模式

電磁流量計直流勵磁模式

交流勵磁

    目前，工業(yè)使用電磁流量計，大多采用頻率（50Hz）的電力交換激勵模式，即其磁場(chǎng)由正弦交流電產(chǎn)生，因此磁場(chǎng)也是交變磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)發(fā)射機的主要優(yōu)點(diǎn)是消除了電極表面的極化。此外，由于磁場(chǎng)交替，所以輸出信號也是交流信號，并且比DC信號放大和轉換低電平AC信號要容易得多。

如果交流磁場(chǎng)的磁場(chǎng)為

B = Bm sint（3-38）

在電極上產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢是

E = Bm Dsint（3-39）

測量的體積流量為

Qv = D（3-40）

其中Bm - 磁場(chǎng)磁感應強度大;

 - 勵磁電流的角頻率= 2f;

時(shí)間

F - 電源頻率。

從公式（3-40）可以看出，當測量管的直徑D恒定且磁感應強度Bm恒定時(shí)，在兩個(gè)電極上輸出的感應電動(dòng)勢e與流量qv成正比。這是交流磁場(chǎng)電磁流量變送器的基本工作原理。

    值得注意的是，使用交流磁場(chǎng)會(huì )帶來(lái)一系列電磁干擾問(wèn)題。如正交干擾。相間干擾等，這些干擾信號和有用的交通信號混合在一起。因此，如何正確區分交通信號和干擾信號，以及如何有效地抑制和消除各種干擾信號，成為交流勵磁電磁流量計發(fā)展的重要課題。

低頻方波激勵

    直流勵磁模式和交流方式有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，為了充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，盡量避免自身的缺點(diǎn)，自20世紀70年代以來(lái)，人們開(kāi)始使用低頻方波激勵。其勵磁電流波形如圖3-19所示，頻率通常為1/4-l / 10。

圖3-19方波勵磁電流波形

電磁流量計方波勵磁電流波形

    從圖3-19可以看出，在半周期內，磁場(chǎng)是一個(gè)恒定的直流磁場(chǎng)，它具有直流激勵的特性，受到電磁干擾的影響非常小。從整個(gè)時(shí)間過(guò)程來(lái)看，方波信號是交替的信號，因此可以克服DC的極化現象。因此，低頻方波激勵是一種更好的激勵方式，已廣泛應用于電磁流量計。綜上所述，電磁流量計具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①電磁流量計避免交換磁場(chǎng)正交電磁干擾;

②電磁流量計消除電容分布引起的頻差;

③電磁流量計抑制內部交流磁場(chǎng)和內部渦流引起的渦流;

④電磁流量計不包括直流激發(fā)極化現象。