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電磁流量(liàng)計 （ Eletromagnetic Flowmeters EMF ）是20世紀(jì)50~60年代随着電子(zi)技術的發展而(er)迅速發展起📱來(lái)的新型流量測(ce)量儀表。 電磁流(liú)量計 是根據法(fǎ)拉第電磁感應(ying)定律制成的， 電(dian)磁流量計 用來(lái)測量導電液體(ti)體積流量的儀(yí)表。由于其獨特(tè)的☎️優點， 電磁流(liu)量計 目前已廣(guang)泛地被應用于(yú)工業過程中各(gè)種導電液體的(de)🏃🏻流量👣測量，如各(gè)種酸、堿、鹽等腐(fu)蝕性介質；各種漿(jiang)液流量測量，形(xing)成了獨特的應(yīng)用領域。
在結構(gou)上，由電磁流量傳(chuan)感器和轉換器(qì)兩部分組成。傳(chuán)感器安裝在工(gong)業過程管道上(shang)，它的作用是将(jiāng)流進管道内的(de)液體體積流量(liang)值線性地變換(huàn)成感生電勢信(xìn)💃号，并通🍓過傳輸(shū)線将此信号送(sòng)到轉換❤️器。轉換(huàn)器安裝在離傳(chuan)感器不太遠的(de)地方，它将傳感(gǎn)器送來的📐流量(liang)信号進行放大(da)，并轉換成流量(liàng)信号成正比的(de)标準電信号輸(shu)出，以進行顯示(shi)，累積和調節控(kong)制。
電磁流量計(jì) 的基本原理
(一(yī))測量原理
根據(jù)法拉第電磁感(gǎn)應定律，當一導(dǎo)體在磁場中運(yùn)🤟動切割磁力線(xian)時，在導體的兩(liang)端即産生感生(shēng)電勢e，其方向由(you)右手定則确定(ding)，其大小與磁場(chang)的磁感應強度(dù)B，導體在磁場内(nei)的長度L及導體(ti)的運動速度u成(chéng)正比，如果B， L，u三者(zhě)互相垂直，則
e＝Blu       (3－35)
與(yǔ)此相仿．在磁感(gan)應強度爲B的均(jun1)勻磁場中，垂直(zhi)于磁場方向放(fàng)一個内徑爲D的(de)不導磁管道，當(dang)導電液體在管(guǎn)道中以流速u流(liú)動時，導電流體(tǐ)就切割磁力🔞線(xiàn)．如果在管道截(jié)面上垂直于磁(ci)場的直徑兩端(duān)安☁️裝一對電‼️極(jí)(圖3—17)則可以證明(míng)，隻要管道内流(liú)速分布爲軸對(dui)稱分布，兩電極(jí)之間也特産生(shēng)🈲感生電動勢：
e＝BD        (3－36)
式(shi)中，爲管道截面(mian)上的平均流速(su)．由此可得管道(dao)的體‼️積流量爲(wei)：
qv＝πDUˉ＝   （3－37）
由上式可見，體(ti)積流量qv與感應(ying)電動勢e和測量(liàng)管内徑D成線👄性(xing)關系，與磁場的(de)磁感應強度B成(cheng)反比，與其它物(wu)理參數無關．這(zhe)就是 電磁流量(liàng)計 的測量原理(lǐ)．
需要說明的是(shi)，要使式（3—37）嚴格成(chéng)立，必須使測量(liàng)條件滿足💁下列(liè)假定：
①磁場是均(jun1)勻分布的恒定(ding)磁場；
②被測流體(ti)的流速軸對稱(chēng)分布；
③被測液體(tǐ)是非磁性的；
④被(bei)測液體的電導(dǎo)率均勻且各向(xiàng)同性。
圖3－17電磁流(liú)量計原理簡圖(tu)
1－磁極；2－電極；3－管道(dao)
(二)勵磁方式
勵(lì)磁方式即産生(shēng)磁場的方式．由(yóu)前述可知，爲使(shi)式(3—37)嚴格⭕成立，第(di)💁一個必須滿足(zu)的條件就是要(yao)有一個均勻恒(heng)定的磁場．爲此(cǐ)，就需要選擇一(yī)種合适的勵磁(cí)方式。目前，一般(bān)有三種勵碰方(fang)式，即直流勵磁(ci)、交❄️流勵磁和低(dī)頻方波勵磁．現(xian)分别予以介紹(shào)．
1．直流勵磁
直流(liú)勵磁方式用直(zhi)流電産生磁場(chang)或采用永久磁(cí)鐵，它能産生一(yī)個恒定的均勻(yún)磁場．這種直流(liu)勵磁✌️變送📱器的(de)大優點是受交(jiāo)流電磁場幹擾(rao)影響很小，因而(er)可以忽略液體(ti)中的自感現象(xiàng)的影響．但是，使(shi)用直流磁場易(yì)使通過測量管(guǎn)道的電解質液(ye)體被👣極化，即電(dian)解質在電場中(zhōng)被電解，産生正(zheng)負離子．在電場(chang)力的作用下，負(fu)離子跑向正極(ji)，正離子跑🧑🏾‍🤝‍🧑🏼向負(fu)極．如圖3—18所🏒示．這(zhè)樣，将導緻正負(fu)電極分别被相(xiàng)反極性的離子(zǐ)所包圍，嚴重影(yǐng)響 電磁流量計(ji) 的正常工作．所(suo)以，直流勵磁一(yi)般隻用于測量(liàng)非電解質液體(ti)👨‍❤️‍👨，如液态金屬等(deng)．
圖3－18直流勵磁方(fāng)式
2．交流勵磁
目(mu)前，工業上使用(yong)的，大都采用工頻(pín)(50Hz)電源交流勵磁(cí)方式，即它的磁(ci)場是由正弦交(jiāo)變電流産生的(de)，所以産生的磁(cí)場也是一個交(jiāo)❤️變磁場．交變磁(cí)場變送器的主(zhu)要優點是消除(chu)💁了電極表面的(de)⛱️極化于擾．另外(wai)，由于磁場是交(jiao)變的，所以輸出(chu)信号也是交變(bian)信号，放大和轉(zhuǎn)換低電平的交(jiāo)流信号要比直(zhí)流信✔️号容易得(dé)多．
如果交流磁(cí)場的磁感應強(qiang)度爲
B＝Bm sint             （3－38）
則電極上(shang)産生的感生電(diàn)動勢爲
e＝Bm Dsint            （3－39）
被測體(tǐ)積流量爲
qv= D                  （3－40）
式中(zhong)Bm――磁場磁感應強(qiang)度的大值；
――勵磁(cí)電流的角頻率(lü)，＝2f；
t――時間；
f――電源頻率(lü)．
由式(3－40)可知，當測(cè)量管内徑D不變(biàn)，磁感應強度Bm爲(wei)一定值時，兩電(diàn)極上輸出的感(gǎn)生電動勢e與流(liú)量qv成正比．這就(jiù)是交流磁場電(diàn)磁流🔞量變送器(qi)的基本工作原(yuán)理．
值得注意的(de)是，用交流磁場(chang)會帶來一系列(liè)的電磁㊙️幹擾問(wèn)題．例🤟如正交幹(gàn)擾．同相幹擾等(děng)，這些幹擾信📐号(hao)與有用🌈的流量(liàng)信号混🌂雜在一(yī)起．因此，如何正(zheng)确區分流🌈量信(xìn)号🌈與幹擾信号(hao)，并🆚如何有效地(dì)抑制和排除各(gè)種幹擾信号，就(jiu)成爲交流勵磁(ci) 電磁流量計 研(yán)制的重要課題(tí)。
3．低頻方波勵磁(ci)
直流勵磁方式(shì)和交流勵滋方(fang)式各有優缺點(diǎn)，爲了充分發🚩揮(hui)它們的優點，盡(jìn)量避免它們的(de)缺點，70年代💋以來(lai)，人們開始采用(yong)低頻方波勵磁(cí)方式．它的勵磁(cí)🏃‍♂️電流波形如圖(tu)3—19所示，其頻率通(tong)常爲工頻的1／4－l／10．
圖(tú)3－19方波勵磁電流(liú)波形
從圖3－19可見(jiàn)，在半個周期内(nèi)，磁場是恒穩的(de)直流磁場，它具(jù)有直流勵磁的(de)特點，受電磁幹(gàn)擾影響很小．從(cóng)整個時間過程(cheng)看，方波信♻️号又(you)是一個交變的(de)信号，所以它能(neng)克服直流勵滋(zi)易産生的極🌈化(hua)現象．因此，低頻(pin)方波勵磁是一(yī)種比較好☀️的勵(lì)磁方⛹🏻‍♀️式，目前已(yi)在 電磁流量計(jì) 上廣泛的應用(yong)．概括一下， 電磁(cí)流量計 具有如(ru)下幾個優點：
① 電(diàn)磁流量計 能避(bì)免交流磁場的(de)正交電磁幹擾(rǎo)；
② 電磁流量計 消(xiao)除由分布電容(róng)引起的工頻幹(gan)擾；
③ 電磁流量計(ji) 抑制交流磁場(chang)在管壁和流體(tǐ)内部引起的電(dian)渦流✏️；
④ 電磁流量(liang)計 排除直流勵(li)磁的極化現象(xiàng)．


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