工作原理

電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計。電磁流量計的優點是壓損極小，可測流量范圍大。較大流量與較小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業管徑范圍寬，較大可達3m，輸出信號和被測流量成線性，準確度較高，可測量電導率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。

當導(dao)體(ti)在(zai)(zai)(zai)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)中作切割磁(ci)力(li)線運(yun)動時，在(zai)(zai)(zai)導(dao)體(ti)中會產(chan)生感(gan)(gan)(gan)應電(dian)勢(shi)，感(gan)(gan)(gan)應電(dian)勢(shi)的大小與導(dao)體(ti)在(zai)(zai)(zai)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)中的有效(xiao)長度及導(dao)體(ti)在(zai)(zai)(zai)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)中作垂直(zhi)于磁(ci)場(chang)(chang)(chang)方向運(yun)動的速度成正比。同理，導(dao)電(dian)流(liu)體(ti)在(zai)(zai)(zai)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)中作垂直(zhi)方向流(liu)動而切割磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應力(li)線時，也會在(zai)(zai)(zai)管道兩邊的電(dian)極上(shang)產(chan)生感(gan)(gan)(gan)應電(dian)勢(shi)。感(gan)(gan)(gan)應電(dian)勢(shi)的方向由右(you)手定則判定，感(gan)(gan)(gan)應電(dian)勢(shi)的大小由下式確定：

Ex=BDv－－－－－－－－－－－－－－－－-式（1）

式(shi)中Ex—感應(ying)電勢，V；

　　B—磁感應強度，T

　　D—管(guan)道(dao)內徑，m

　　v—液體的平均流速，m/s

然而(er)體積(ji)流(liu)量qv等于流(liu)體的流(liu)速v與管道截面積(ji)（πD2）/4的乘積(ji)，將(jiang)式（1）代入該(gai)式得(de)：

Qv=(πD/4B)* Ex －－－－－－－－-式（2）

由上(shang)式可知(zhi)，在管道(dao)(dao)直徑(jing)D己定且保持磁感應強(qiang)度B不變(bian)時，被測體(ti)積(ji)流(liu)量與(yu)感應電(dian)(dian)勢(shi)呈線性關系。若在管道(dao)(dao)兩(liang)側各插入(ru)一根電(dian)(dian)極，就可引入(ru)感應電(dian)(dian)勢(shi)Ex，測量此電(dian)(dian)勢(shi)的大(da)小，就可求得體(ti)積(ji)流(liu)量。

據(ju)法拉第電(dian)磁(ci)感應原(yuan)理(li)，在與(yu)測(ce)量管(guan)軸線和(he)磁(ci)力(li)(li)線相垂直的(de)管(guan)壁上安裝(zhuang)了一對檢測(ce)電(dian)極，當導電(dian)液(ye)體沿測(ce)量管(guan)軸線運動(dong)時，導電(dian)液(ye)體切割磁(ci)力(li)(li)線產生(sheng)感應電(dian)勢，此感應電(dian)勢由兩(liang)個檢測(ce)電(dian)極檢出，數值大小與(yu)流速成正比(bi)例，其值為：

E=B·V·D·K

式中(zhong)：E－感應電勢；

K－與磁場(chang)分(fen)布及軸向長度有關的系數；

B－磁感應強度；

V－導(dao)電液體平均流速；

D－電極間距；（測(ce)量管內(nei)直徑）

傳(chuan)感器將感應電勢(shi)E作為流量信號(hao)(hao)，傳(chuan)送到轉(zhuan)換(huan)(huan)器，經放(fang)大(da)，變(bian)換(huan)(huan)濾波等(deng)信號(hao)(hao)處理后，用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉(zhuan)換(huan)(huan)器有4~20mA輸出，報警輸出及頻(pin)率輸出，并設有RS－485等(deng)通訊接口(kou)，并支持HART和MODBUS協議。

注：不(bu)同電磁流量計(ji)參數略有差異，使(shi)用(yong)時請(qing)務必查看說(shuo)明書。

根(gen)據法拉第(di)電(dian)磁(ci)感應(ying)定律，在磁(ci)感應(ying)強度為B的(de)(de)均勻磁(ci)場(chang)中(zhong)(zhong)，垂直(zhi)于磁(ci)場(chang)方(fang)向放(fang)一個內徑為D的(de)(de)不(bu)導磁(ci)管(guan)(guan)道(dao)，當導電(dian)液體(ti)在管(guan)(guan)道(dao)中(zhong)(zhong)以(yi)(yi)流速v流動時，導電(dian)流體(ti)就切(qie)割磁(ci)力線(xian).如果在管(guan)(guan)道(dao)截面上垂直(zhi)于磁(ci)場(chang)的(de)(de)直(zhi)徑兩端(duan)安(an)裝一對(dui)(dui)電(dian)極(ji)則可以(yi)(yi)證明，只要(yao)管(guan)(guan)道(dao)內流速分布為軸對(dui)(dui)稱(cheng)分布，兩電(dian)極(ji)之間產生感生電(dian)動勢：

e=KBDv (3-36)

式中，v為管道截面上的(de)平(ping)均流(liu)速，k為儀表常數。由此可得(de)管道的(de)體積流(liu)量為：

qv= πeD/4KB (3-37)

由上式可見(jian)，體積流(liu)量(liang)qv與感應(ying)(ying)電動勢e和測(ce)(ce)量(liang)管內徑(jing)D成(cheng)線性關系，與磁(ci)(ci)場的磁(ci)(ci)感應(ying)(ying)強度B成(cheng)反比，與其它(ta)物理參數無關。這就是電磁(ci)(ci)流(liu)量(liang)計的測(ce)(ce)量(liang)原理。

需要說明的是，要使(shi)式(shi)(3—37)嚴格成立，必(bi)須使(shi)電磁流(liu)量計測(ce)量條件滿足(zu)下(xia)列(lie)假定：

①磁(ci)場(chang)是均勻分布的恒(heng)定磁(ci)場(chang);

②被測流體的流速軸對稱分布;

③被測(ce)液體(ti)是非磁性(xing)的;

④被測液體(ti)的電導率均勻且各向同性。

二、使用(yong)特(te)點

1、測量不(bu)受流體(ti)密度、粘度、溫度、壓力(li)和電導率變化的影(ying)響(xiang)；

2、測量(liang)管內無阻礙流動部件，無壓損，直管段(duan)要求較(jiao)低。對漿液測量(liang)有獨(du)特的適應性；

3、合理(li)選擇傳感(gan)器襯里和(he)電極材料，即(ji)具有良好的耐(nai)腐蝕和(he)耐(nai)磨(mo)損性(xing)；

4、轉(zhuan)換器采用新穎(ying)勵磁方(fang)式，功耗低(di)、零點穩(wen)定、準確度(du)高。流量范圍度(du)可達150：1；

5、轉換器(qi)可與傳感器(qi)組成一體型或分離型；

6、轉換器采用(yong)16位(wei)高性能微處(chu)理(li)器，2x16LCD顯示，參數(shu)設定方便，編程可靠；

7、流量(liang)計為雙(shuang)向(xiang)測量(liang)系統，內裝三個積算器：正向(xiang)總量(liang)、反向(xiang)總量(liang)及差值總量(liang)；可顯示正、反流量(liang)，并具有多種輸出：電流、脈沖、數字(zi)通訊、HART；

8、轉換器采(cai)用表面(mian)安裝技術(SMT)，具有自檢和自診斷功能；

9、測(ce)量精(jing)度不受(shou)流體密度、粘度、溫(wen)度、壓力和電導率變化的影響，傳感器感應電壓信號(hao)與平均流速呈線性關系，因此測(ce)量精(jing)度高(gao)。

10、測量管道內無(wu)阻流件(jian)，因此(ci)(ci)沒(mei)有附加(jia)的壓(ya)力損失；測量管道內無(wu)可動部(bu)件(jian)，因此(ci)(ci)傳感器壽命(ming)極長(chang)。

11、由于感應(ying)電(dian)壓信號是在整個(ge)充(chong)滿(man)磁場的空間中形成的，是管(guan)道載面上(shang)的平(ping)均值，因此傳感器所需的直管(guan)段較短(duan)，長度為5倍的管(guan)道直徑。

12、轉(zhuan)換器采用先進的單(dan)片(pian)機（MCU）和表面貼(tie)裝技術（SMT），性能可靠(kao)，精度高，功耗(hao)低(di)，零點穩定(ding)，參數設定(ding)方(fang)便。點擊中文顯示LCD，顯示累(lei)積流(liu)量(liang)，瞬時流(liu)量(liang)、流(liu)速、流(liu)量(liang)百分比等。

13、雙(shuang)向測(ce)量系統，可測(ce)正向流量、反(fan)向流量。采用(yong)特殊的生產工(gong)藝和優(you)質材料，確保產品的性(xing)能在長時候內保持穩(wen)定。

三(san)、注意事(shi)項

1、 精(jing)度(du)等(deng)(deng)級(ji)(ji)和功能(neng)根(gen)據(ju)測量(liang)要求(qiu)和使用(yong)(yong)場(chang)合選(xuan)擇儀表精(jing) 度(du)等(deng)(deng)級(ji)(ji)，做(zuo)到經濟合算(suan)。比(bi)如用(yong)(yong)于(yu)(yu)貿(mao)易結算(suan)、產品交接和能(neng)源計量(liang)的場(chang)合，應該選(xuan)擇精(jing)度(du)等(deng)(deng)級(ji)(ji)高(gao)些(xie)，如1.0級(ji)(ji)、0.5級(ji)(ji)，或者更高(gao)等(deng)(deng)級(ji)(ji); 用(yong)(yong)于(yu)(yu)過程控(kong)制的場(chang)合，根(gen)據(ju)控(kong)制要求(qiu)選(xuan)擇不 同精(jing)度(du)等(deng)(deng)級(ji)(ji);有些(xie)僅僅是檢(jian)測一下過程流(liu)量(liang)，無(wu)需(xu)做(zuo)準確(que)控(kong)制和計量(liang)的場(chang)合，可(ke)(ke)以(yi)選(xuan)擇精(jing)度(du)等(deng)(deng)級(ji)(ji)稍低(di)的，如1.5級(ji)(ji)、2.5級(ji)(ji)，甚至 4.0級(ji)(ji)，這時可(ke)(ke)以(yi)選(xuan)用(yong)(yong)價(jia)格低(di)廉的插入式(shi)電磁流(liu)量(liang)計。

2、測量(liang)(liang)介(jie)質流(liu)(liu)(liu)速、儀(yi)表(biao)量(liang)(liang)程與口(kou)徑 測量(liang)(liang)一般(ban)的(de)介(jie)質時，電磁(ci)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)計的(de)滿度 流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)可以(yi)在(zai)測量(liang)(liang)介(jie)質流(liu)(liu)(liu)速0.5—12m/s范圍內(nei)(nei) 選用，范圍比較寬。選擇儀(yi)表(biao)規格(ge)(口(kou)徑)不(bu)一 定與工藝管(guan)道(dao)相(xiang)同，應視測量(liang)(liang)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)范圍是否 在(zai)流(liu)(liu)(liu)速范圍內(nei)(nei)確(que)定，即當管(guan)道(dao)流(liu)(liu)(liu)速偏低，不(bu)能滿足流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)儀(yi)表(biao)要(yao)求(qiu)時或者在(zai)此流(liu)(liu)(liu)速下測量(liang)(liang)準 確(que)度不(bu)能保證時，需要(yao)縮(suo)小儀(yi)表(biao)口(kou)徑，從而(er)提 高管(guan)內(nei)(nei)流(liu)(liu)(liu)速，得到(dao)滿意(yi)測量(liang)(liang)結果。

3、盡(jin)量(liang)避(bi)開鐵磁性物體及具有強(qiang)電(dian)磁場的設備，以免磁場影響傳(chuan)感器的工作磁場和流量(liang)信號(hao)。

4、應盡量安裝在(zai)干(gan)燥通風之處，避免(mian)日(ri)曬(shai)雨淋，環境溫度應在(zai)-20～+60℃，相對濕度小于85%。

5、流量計(ji)周圍應有(you)充(chong)裕的(de)空間，便于檢測與(yu)維修。