電磁流量計(ji) （Eletromagnetic Flowmeters，簡稱EMF）是20世紀50~60年代(dài)随着電子技術的(de)發展而迅速發📱展(zhǎn)起來的流量測量(liàng)儀表。電磁流量計(jì)是根據法拉第電(dian)♊磁感📧應定律制成(cheng)的，用來測量導電(dian)液體體積❗流量的(de)儀表。由于其優點(dian)，電磁流量計目前(qian)已廣泛地被應用(yòng)于工業過程中各(ge)種導電液體的流(liu)量測量，如各種酸(suan)、堿、鹽等腐蝕性介(jie)質；電磁流量計各(ge)種漿液流量測量(liang)🔱，形成了應用領域(yù)。
    在結構上，電磁流(liú)量計由電磁流量(liàng)傳感器和轉換器(qi)兩👄部分組成。傳感(gan)器安裝在工業過(guo)程管道上，它的作(zuò)用是将流進管🐉道(dao)内⛱️的液體體積流(liu)量值線性地變換(huàn)成感生電勢信号(hào)，并通過傳輸線将(jiang)此信号送到轉換(huàn)🥰器。轉換器安裝在(zài)離傳感器不太遠(yuan)的地方，它将傳感(gǎn)🏃‍♀️器送來的流量信(xin)号進行🤩放大，并轉(zhuan)換💞成流量信号成(cheng)👅正比的标準電信(xìn)号輸出，以進行顯(xiǎn)示，累積和調節控(kòng)制。

電磁流量計的(de)基本原理
(一)測量(liàng)原理
    根據法拉第(dì)電磁感應定律，當(dāng)一導體在磁場中(zhong)運👨‍❤️‍👨動切割磁力線(xian)時，在導體的兩端(duan)即産生感生電勢(shi)e，其方⭐向由右手☔定(dìng)則确定，其大小與(yu)磁場的磁感應強(qiáng)度B，導⭕體在磁場内(nei)的長度L及導體的(de)🚶‍♀️運動速度u成正比(bǐ)，如果B， L，u三者互相垂(chuí)直，則
e＝Blu       (3－35)
與此相仿．在(zai)磁感應強度爲B的(de)均勻磁場中，垂直(zhí)于磁場🍉方向放一(yī)個内徑爲D的不導(dǎo)磁管道，當導電液(yè)體在管道中以流(liu)速🚶‍♀️u流動時，導電流(liú)體就切割磁力🆚線(xiàn)．如果在管道截面(mian)上垂直于磁場的(de)直徑兩端安裝一(yi)對電極(圖3—17)則可以(yi)證明，隻🏒要管道内(nèi)流速分布爲軸對(dui)稱分布，兩電極之(zhī)間也特産生感生(sheng)電動勢：
e＝BD        (3－36)
式中，爲管(guan)道截面上的平均(jun)流速．由此可得管(guan)道的🐉體積流量爲(wei)：
qv＝πDUˉ＝   （3－37）
由上式可見，體積(jī)流量qv與感應電動(dong)勢e和測量管内徑(jìng)D成線性關🧑🏾‍🤝‍🧑🏼系，與磁(cí)場的磁感應強度(dù)B成反比，與其它物(wu)理參數無⭐關．這就(jiu)是電磁流量計的(de)測量原理．
需要說(shuō)明的是，要使式（3—37）嚴(yan)格成立，必須使測(ce)量條件滿足下⛷️列(lie)假🌏定：
①磁場是均勻(yun)分布的恒定磁場(chǎng)；
②被測流體的流速(sù)軸對稱分布；
③被測(ce)液體是非磁性的(de)；
④被測液體的電導(dao)率均勻且各向同(tong)性。
圖3－17電磁流量計(jì)原理簡圖

1－磁極；2－電極；3－管道
(二(èr))勵磁方式
    勵磁方(fāng)式即産生磁場的(de)方式．由前述可知(zhī)，爲使式(3—37)嚴🌐格成立(li)，必須滿足的條件(jian)就是要有一個均(jun1)勻恒定的磁場．爲(wei)此，就需要選擇一(yī)種合适的勵磁方(fāng)式。目前，一般有三(sān)種勵碰方式，即直(zhí)流勵磁、交流勵磁(ci)📞和低頻方波勵磁(cí)．現分别予以🌈介紹(shào)．
1．直流勵磁
    直流勵(li)磁方式用直流電(dian)産生磁場或采用(yòng)磁鐵，它🌈能産生一(yī)個恒定的均勻磁(ci)場．這種直流勵磁(ci)變送器的受交流(liu)電磁場幹擾🔅影響(xiang)很小，因而可以忽(hū)略液體中的自感(gan)⚽現象的影響．但是(shì)，使用直流磁場易(yi)使通過測量管道(dào)的電解質液體被(bèi)極化，即電解質在(zài)電場中被電解，産(chan)生正負離子．在電(diàn)場力的作用下，負(fù)離子跑向正極，正(zheng)離子跑向負極．如(ru)圖3—18所示．這樣，将導(dǎo)緻✍️正負電極分别(bie)被相反極性的離(li)子所包圍🌈，嚴重影(ying)響電磁流量計的(de)正常工作．所以，直(zhi)流勵📞磁一般隻💋用(yòng)于測量非電解質(zhi)🚶液體，如液态金屬(shu)等．
圖3－18直流勵磁方(fang)式

2．交流(liu)勵磁
    目前，工業上(shàng)使用的電磁流量(liang)計，大都采用工頻(pin)(50Hz)電源交👉流☁️勵☁️磁方(fang)式，即它的磁場是(shi)由正弦交變電流(liu)産生的，所以産生(shēng)的磁場也是一個(gè)交變磁場．交變磁(ci)場變送器的🔴主要(yao)優點是消除了電(diàn)極表面的極化于(yu)擾．另外，由于磁場(chang)是交變🐇的，所以輸(shu)出信号也是交變(biàn)信号💛，放大和轉換(huàn)低電平的交流信(xìn)号要比直流信号(hào)容😄易得多．
如果交(jiāo)流磁場的磁感應(ying)強度爲
B＝Bm sint             （3－38）
則電極上(shàng)産生的感生電動(dòng)勢爲
e＝Bm Dsint            （3－39）
被測體積流(liu)量爲
qv= D                  （3－40）
式中Bm――磁場磁(cí)感應強度的最大(dà)值；
――勵磁電流的角(jiǎo)頻率，＝2f；
t――時間；
f――電源頻(pín)率．
由式(3－40)可知，當測(ce)量管内徑D不變，磁(ci)感應強度Bm爲一定(dìng)🤟值時，兩電極上輸(shū)出的感生電動勢(shì)e與流量qv成正比．這(zhe)就✉️是交👨‍❤️‍👨流磁場電(diàn)磁流量變送器的(de)基本工作原理．
    值(zhí)得注意的是，用交(jiāo)流磁場會帶來一(yī)系列的電磁🐇幹☔擾(rao)問題．例如正交幹(gan)擾．同相幹擾等，這(zhè)些幹擾信🧑🏾‍🤝‍🧑🏼号與有(you)用的流🚶量信号混(hùn)🌐雜在一起．因此，如(ru)何正确🐅區分流量(liàng)信号與幹擾☁️信号(hao)，并如何有效地抑(yì)制和排除各種幹(gan)擾信号，就成爲交(jiao)流勵磁電磁流量(liang)計研制的重要課(kè)題。
3．低頻方波勵磁(cí)
    直流勵磁方式和(he)交流勵滋方式各(gè)有優缺點，爲了充(chong)分📱發揮💋它們的優(yōu)點，盡量避免它們(men)的缺點，70年代🔞以來(lái)，人們開始采用低(di)頻方波勵磁方式(shì)．它的勵磁電流波(bo)形如圖3—19所示，其頻(pín)率通常爲工頻的(de)1／4－l／10．
圖3－19方波勵磁電流(liu)波形

    從圖3－19可見，在半(ban)個周期内，磁場是(shì)恒穩的直流磁場(chang)，它具有直流勵磁(ci)的特點，受電磁幹(gan)擾影響很小．從整(zhěng)個時間過程看，方(fāng)波信号又是一個(gè)交變的信号，所以(yi)它能克服直流勵(lì)滋易産生的極化(huà)現象．因此，低頻方(fang)波勵磁是一⁉️種比(bǐ)較好的勵磁方式(shi)，目前已在電磁流(liú)量計上廣泛的應(ying)用．概括一下，電磁(ci)流量計具有如下(xià)幾個優點：
①電磁流(liu)量計能避免交流(liú)磁場的正交電磁(ci)幹擾；
②電磁流量計(ji)消除由分布電容(róng)引起的工頻幹擾(rao)；
③電磁流量計抑制(zhì)交流磁場在管壁(bi)和流體内部引起(qi)的電渦流；
④電磁流(liu)量計排除直流勵(li)磁的極化現象．