智能电磁流量计的基本测量原理
流量与温度、压力、物位等的测量同为热工量测量，是工农业生产过程中的重要的测定参数之一，与温度、压力、物位、气体成分并称为过程检测的五大参数。流量测量与人们的日常生活有着密不可分的关系。可以认为：生产过程tl动化是工业现代化的一个重要标志，而检测技术是自动化技术的重要组成部分．随着工业生产的不断发展，科学技术的突飞猛进，特别是新材料、新结构的传感器研制成功，以及微型计算机的广泛开发应用，给流量检测技术带来了变革性的影响， 它们在流量检测系统的准确性、快速性、可靠性和抗干扰等方面发挥了明显的作用，大大丰富了流量检测技术所包含的内容，扩大了流量检测技术的应用范围， 使流量检测技术已发展成为--i'-J内容广泛，并建立在多种学科发展基础上的tl动化技术先行学科¨10J。
在工业生产过程中，精确地计算出在某一时刻流体的瞬时流量和在一段时间间隔内的累积流量，既可以指导生产，同时也是规范工艺操作的需要和进行经济核算的依据。然而，就流体流动量的检测而言，要比温度、压力等其他参量检测困难的多。其原因在于：流量这个参数受输送流体的工作条件如压力、温度、流动状态、流体的种类、形状等参数的影响。这就是说，流量计的种类和品种是十分繁多的。其流量检测的方法也非常多，以应用于各种不同的场合和各种不同的测量目的。通常，流量检测依据以下四种测量原理：
(1)利用伯努利方程，通过流体差压信号反映流体流量，其中的典型应用是孔板和文丘里管；
(2)利用测量流速间接测量测量流量，其中的典型应用电磁流量计和转子流量计等；
(3)容积式流量测量方法，即在单位时间内以标准固定体积对流动介质连续不断地进行度量，以排出流体固定容积数来计算流量，其中的典型应用是椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计和刮板流量计等；
(4)直接测量流体质量的质量流量测量方法，其中的典型应用是科甲奥利力质量流量计。电磁流量计就是根据法拉第电磁感应定律制成的测量导电流体体积流量的速度式流量计。
1．2电磁流量计的基本原理
1．2．1法拉第电磁感应定律
法拉第通过实验发现电磁感应现象【l】。实验表明，通过导体回路所包围的面积的磁通量发生变化时，在回路中就会产生感应电动势及感应电流。此感应电动势U与通过闭合回路面积的磁感应通量①。的变化率成正比： U．KdOB． n．1) 疵‘ 。这就是法拉第电磁感应定律【6，-。式中，比例系数足由实验确定。在国际单位制中，【厂的单位为v，西。的单位为Wb，f的单位为s。如果K=I，并考虑u的方向，则式(1．1)可表示为： U。．．．．d．．O．．—B—(1-2) 出如果只考虑u的大小，就可以略去上式中皇墼的负号，即； dt U．壁笠：B．L．V (1．3) 出‘ 。式中，口为磁感应强度(Gs)， 三为磁场中作切割磁力线运动的导体在垂直磁场方向的长度(m)，y为导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度(m／s)。感应电动势的方向就是VxB矢量积的方向，可用右手定则来确定。由((1-3)式可知，当磁感应强度口恒定不变以及导体长度L为定长时，感应电动势的大小仅与导体运动速度成正比。
1．2．2智能电磁流量计传感器的基本原理
电磁流量传感器就是利用法拉第电磁感应定律制成的乜8】，只是其中切割磁力线的导体不是一般的金属导体，而是具有一定电导率的液体流柱，切割磁力线的、曲图1．1电磁流量计传感器工作原理O长度是两电极之间的距离，近似等于液体流柱的直径(如图1．1)。根据(1．3)式可知，电极两端感应电动势的大小近似等于： U-B‘D‘y (1-4) 式(1-4)与式(1-3)不同的是用电极两端的距离来代替L，而电极间的距离近似等于测量管内径D，故可用D代替L。此外，还用被测液体的平均流速矿(m／s)代替了导体的运动速率y． 根据(1．4)式可知，当磁感应强度占和两电极阃的距离固定不变对，电极两端产生的感应电动势只与被测液体的平均流速成正比。在测量管内，穿过测量管横截面的液体瞬时流量为： Q一{·D2-V (1-5) 4 将(1-4)式中的矿代入(1-5)式中，得Q卫4～D等(m3／s)(1-6) 即U一丢·Q(V) (1-7)
由(1．7)式可以看出，当磁感应强度口和测量管内径D一定时，感应电动势u与瞬时体积流量Q是线性关系，而与其它物理参数无关，这也是电磁流量计的之一。在此需要说明，(1-7)式的成立是建立于以下条件假设成立的基础上： 首先，假设磁场恒定不变，而且是均匀分布的。这样就可以忽略导电液体在磁场中运动所产生的另外两种效应的影响，即液体中感生电流对磁场分布的影响以及这一感生电流与电磁力相互作用对液体流动速度的影响。这两种效应在测量液体金属时则不能忽略；
其次，假设被测液体的流速为轴对称分布，而且液体中的感生电流与电场对称，且平行于液体的轴向；另外，还假设液体的导电率是均匀和各向同性的，且不受电场或液体流动的影响。这样我们就可排除“霍尔效应”带来的影响。通常情况下，由被测液体的导电率变化和液体温度的非均匀性所引起的热点效应、离子迁移等现象，对流体测量的影响非常小。因此，我们可假定这些现象都不存在， 将其忽略不计；
再次，假设被测液体是非磁性的，并且它的磁导率弘与真空磁导率件∥。一致。这样，我们可忽略液体磁性与工作磁场间相互作用对流量测量的影响。可见，在上述条件假设成立下测定流量时，我们可以认为感应电动势u与瞬时体积流量Q成正比，且*是线性关系。--扩展阅读：开封中仪流量仪表有限公司专业生产电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计、文丘里流量计、v锥流量计、v型锥流量计、喷嘴流量计、插入式电磁流量计、智能电磁流量计、分体式电磁流量计、一体式电磁流量计、标准孔板流量计、标准孔板、一体化孔板流量计、标准喷嘴流量计、长径喷嘴流量计、标准喷嘴、长径喷嘴、插入式涡街流量计、智能涡街流量计、锥型流量计、v锥型流量计、节流装置、节流孔板、限流孔板等流量产品，更多有关电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计的信息请访问开封中仪网站：
