电磁流量计的基本测量原理
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，是工农业生产过程控制中的重要测定参数之一。流量测量与人们的日常生活有着密不可分的关系。因此， 作为流量测量的流量计应用范围很广。在工业自动化中，过程变量的自动检测仪表是主宰自动化系统命运的关键， 任何控制系统都是从生产过程运行的信息测量开始的。工业过程自动检测技术与仪表在经历了几个重要的历史时期的发展后，它作为自动化科学的一个重要分支， 己经成为了--f-]具有实用性和综合性的新兴学科。随着科学技术的发展和工业生产力水平的提高，各方面对自动检测仪表提出了越来越高的要求。特别是作为获取信息的传感器的应用领域不断拓宽，它要测量各种物理量、热工量、力学量、化学量、生物量，同时还要测量状态量。近十多年来，在各种*的推动下， 仪器仪表行业取得了很大的发展B甜“。
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)利用伯努力方程，通过测量流体差压来测量流量；
2)通过测量流速来测流量；
3)利用标准小容积来连续测量流体流量；
4)直接测量流体质量的质量流量测量方法。
电磁流量计是一种测量流体流速的速度式流量计，在推向市场后，性能不断完善，已经成为一种技术成熟而又应用广泛的新一代流量仪表。但在新技术层出不穷和工业过程要求日益提高的情况下，电磁流量计的性能必将进一步得到提升。
1．2电磁流量计的基本测量原理
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IlJ。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№-7】： U：一—dO—B(1-11 留在国际单位制中，u的单位为v，①。的单位为讪，，的单位为S。如果只考虑u的大小，就可以略去上式中望堕的负号，即： m u--盟：占．L．V n．2) 廊、。式中，B为磁感应强度(Gs)，L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(rn)，V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(1．2)式可知，当磁感应强度占恒定不变以及导体长度三为定长时，感应电动势的大小仅与导体运动速度成正比。
1．2．2电磁流量传感器的基本原理
电磁流量传感器就是利用法拉第电磁感应定律制成的128】，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(1-2)式可知，电极两端感应电动势的大小近似等于： U=B·D·V (1—3) 式(1．3)与式(1．2)不同的是用电极两端的距离来代替三，而电极间的距离近似等于测量管内径D，故可用D代替￡。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矿。根据(1．3)式可知，当磁感应强度口和两电极间的距离固定不变时，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。对于圆形测量管，穿过测量管横截面的液体瞬时流量为： Q=竺．D2．V (1-4) 。。4 ’ ’ 将(1-3)式中的y代入(1-4)式中，得公图1．1电磁流量计传感器工作原理Q=等·D·告(研3厶) (1-5) 叶D 即d口U=罢·g m (1-6) 月U
由(1·6)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，(1．6)式的成立是建立于以下条件假设成立的基础上：
(1)假设磁场恒定不变，而且是均匀分布的。此假设成立，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是不可忽略的。
(2)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。
(3)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。
(4)假设被测液体是非磁性的，并且它的磁导率∥与真空磁导率‰一致，这样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体流量时，可以认为感应电动势【，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、插入涡街流量计、智能涡街流量计，更多信息请访问开封中仪网站：
