一、高壓電磁流量計(jì)原理

電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)先進(jìn)首先進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì),。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小,，可測(cè)流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20：1以上,，適用的工業(yè)管徑范圍寬,，最大可達(dá)3m，輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性,，精確度較高,，可測(cè)量電導(dǎo)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(cè)量氣體,、蒸汽以及純凈水的流量。

當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),，感應(yīng)電勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比。同理,，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線時(shí),，也會(huì)在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判定,，感應(yīng)電勢(shì)的大小由下式確定：Ex=BDv-----------------式（1）

式中Ex—感應(yīng)電勢(shì),，V；

　　B—磁感應(yīng)強(qiáng)度,，T
　　D—管道內(nèi)徑,，m
　　v—液體的平均流速,，m/s

然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（πD）/4的乘積，將式（1）代入該式得：

Qv=(πD/4B)* Ex ---------式（2）

由上式可知,，在管道直徑D己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí),，被測(cè)體積流量與感應(yīng)電勢(shì)呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極,，就可引入感應(yīng)電勢(shì)Ex,，測(cè)量此電勢(shì)的大小，就可求得體積流量,。

據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,，在與測(cè)量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管軸線運(yùn)動(dòng)時(shí),，導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),，此感應(yīng)電勢(shì)由兩個(gè)檢測(cè)電極檢出，數(shù)值大小與流速成正比例,，其值為：

E=B·V·D·K

式中： E－感應(yīng)電勢(shì),；

K－與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)；

B－磁感應(yīng)強(qiáng)度,；

V－導(dǎo)電液體平均流速,；

D－電極間距；（測(cè)量管內(nèi)直徑）

傳感器將感應(yīng)電勢(shì)E作為流量信號(hào),，傳送到轉(zhuǎn)換器,，經(jīng)放大，變換濾波等信號(hào)處理后,，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量,。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出，報(bào)警輸出及頻率輸出,，并設(shè)有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協(xié)議,。

注：不同電磁流量計(jì)參數(shù)略有差異,，使用時(shí)請(qǐng)務(wù)必查看說(shuō)明書(shū)。

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中,，垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速v流動(dòng)時(shí),，導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極則可以證明,，只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱分布，兩電極之間產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)：

e=KBDv (3-36)

式中,，v為管道截面上的平均流速,，k為儀表常數(shù),。由此可得管道的體積流量為：

qv= πeD/4KB (3-37)

由上式可見(jiàn)，體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和測(cè)量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系,，與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比,，與其它物理參數(shù)無(wú)關(guān)。這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理,。

需要說(shuō)明的是,，要使式(3—37)嚴(yán)格成立，必須使電磁流量計(jì)測(cè)量條件滿足下列假定：

①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);

②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布;

③被測(cè)液體是非磁性的;

④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性,。

二,、高壓電磁流量計(jì)原理產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 雙向測(cè)量系統(tǒng)。

2. 傳感器所需的直管段較短,，長(zhǎng)度為5倍的管道直徑,。

3. 壓力損失小

4. 測(cè)量不受流體密度、粘度,、溫度,、壓力和電導(dǎo)率變化的影響

5. 主要應(yīng)用于污水處理方面

三、電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)組成

除了電源以外,，常規(guī)的電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)通常包括了傳感器以及轉(zhuǎn)換器兩個(gè)部分,。其中傳感器將流經(jīng)介質(zhì)的流量轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢(shì)，接著感應(yīng)電勢(shì)交由轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成信號(hào)（4-20MA）進(jìn)應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)先進(jìn)首先進(jìn)行輸出顯示或者控制,。具體結(jié)構(gòu)如下：

殼體：鐵磁材料,，線圈外罩，隔離外部環(huán)境的干擾,，保證電磁流量計(jì)磁場(chǎng)的正常工作狀態(tài),；

導(dǎo)管：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分，保證介質(zhì)（具備導(dǎo)電性）流通的管體,，必須為不導(dǎo)磁材料如不銹鋼,、玻璃鋼、碳鋼等,；

電極：其功能是提取與測(cè)量成比例的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào),，電極通常由非磁性材料制成，并要求與襯里齊平,，以免流體流動(dòng)受阻,。它的安裝位置應(yīng)在管道的垂直方向上，以防止沉積物積聚在管道上并影響測(cè)量精度,。

磁路系統(tǒng)：其功能是產(chǎn)生均勻的DC或AC磁場(chǎng),，直流磁路由永磁體實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,，來(lái)自交流磁場(chǎng)的干擾較小,，但容易使通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管的電解液極化,，從而使正極被負(fù)極包圍，負(fù)極 被正離子包圍,。外殼是電極的極化現(xiàn)象,，會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)電極的內(nèi)部電阻增加，從而嚴(yán)重影響電表的正常運(yùn)應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)*首*應(yīng)先進(jìn)首先進(jìn)行,。 當(dāng)管直徑大時(shí),，永磁體相應(yīng)地大，笨重并且不經(jīng)濟(jì),。因此,，電磁流量計(jì)通常使用交變磁場(chǎng)，并由50HZ工頻電源激勵(lì)產(chǎn)生,。

轉(zhuǎn)換器：液流產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)非常弱,，并且受各種干擾因素的影響很大。轉(zhuǎn)換器的作用是將感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)放大并將其轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),，并抑制主干擾信號(hào),。它的任務(wù)是將電極檢測(cè)到的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)Ex放大并將其轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)DC信號(hào)。

襯里：在測(cè)量管的內(nèi)側(cè)和法蘭密封表面上有完整的電絕緣襯里,。它直接接觸待測(cè)液體,，其功能是增加測(cè)量導(dǎo)管的耐腐蝕性，并防止感應(yīng)電位因金屬測(cè)量導(dǎo)管的壁而短路,。襯里材料主要是耐腐蝕,，耐高溫，耐磨的聚四氟乙烯塑料,，陶瓷等,。