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1、电磁流量计励磁电磁流量计简单说是由流量传感器和变送器组成的。流量传感器是把流过管道内的导电液体的体积流量转换为线性电信号。其转换原理就是著名的法拉第电磁感应定律，即导体通过磁场，切割电磁线，产生电动势。 流量传感器的磁场是通过励磁实现的，分直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。 现在大多流量传感器采用低频方波励磁。变送器是由励磁电路、信号滤波放大电路、A/D 采样电路、微处理器电路、 D/A 电路、变送电路等组成。工作原理电磁流量计（ Eletromagnetic Flowmeters ，简称 EMF）是 20 世纪5060 年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是根据
2、法拉第电磁感应定律制成的，电磁流量计用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点， 电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量，如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；电磁流量计各种浆液流量测量，形成了独特的应用领域。在结构上，电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 器安装在工业过程管道上， 它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号，并
3、通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方，它将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成流量信号成正比的标准电信号输出，以进行显示，累积和调节控制。电磁流量计的基本原理(一)测量原理根据法拉第电磁感应定律， 当一导体在磁场中运动切割磁力线时，在导体的两端即产生感生电势e，其方向由右手定则确定，其大小与磁场的磁感应强度 B， 导体在磁场内的长度L 及导体的运动速度u 成正比，如果 B， L，u 三者互相垂直，则eBlu (335) 与此相仿在磁感应强度为B 的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为 D 的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速u 流动时，导电流体就切割磁力线 如果
4、在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极 (图 317)则可以证明，只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间也特产生感生电动势：eBD (336) 式中，为管道截面上的平均流速由此可得管道的体积流量为：qvDU （337）由上式可见， 体积流量 qv 与感应电动势 e 和测量管内径 D 成线性关系，与磁场的磁感应强度B 成反比，与其它物理参数无关这就是名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 电磁流量计的测量原理需要
5、说明的是，要使式（337）严格成立，必须使测量条件满足下列假定：磁场是均匀分布的恒定磁场；被测流体的流速轴对称分布；被测液体是非磁性的；被测液体的电导率均匀且各向同性。图 317 电磁流量计原理简图1磁极； 2电极； 3管道(二)励磁方式励磁方式即产生磁场的方式由前述可知，为使式(337)严格成立，第一个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场为此，就需要选择一种合适的励磁方式。 目前，一般有三种励碰方式， 即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁现分别予以介绍1直流励磁直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁，它能产生一个恒定的均匀磁场这种直流励磁变送器的最大优点是受交流电磁场干扰影响很小，因而
6、可以忽略液体中的自感现象的影响但是，使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化，即电解质在电场中被电解，产生正负离子在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极如图318 所示这样，将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围，严重影响电磁流量计的正常工作所以，直流励磁一名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 般只用于测量非电解质液体，如液态金属等图 318 直流励磁方式2交流励磁目前，工业上使用的电磁流量计， 大都
7、采用工频 (50Hz) 电源交流励磁方式，即它的磁场是由正弦交变电流产生的，所以产生的磁场也是一个交变磁场交变磁场变送器的主要优点是消除了电极表面的极化于扰另外，由于磁场是交变的，所以输出信号也是交变信号，放大和转换低电平的交流信号要比直流信号容易得多如果交流磁场的磁感应强度为BBm sin t （338）则电极上产生的感生电动势为eBm D sin t （339）被测体积流量为qv= D （340）式中Bm 磁场磁感应强度的最大值；励磁电流的角频率，2 f；t 时间；f 电源频率由式(340)可知，当测量管内径D 不变，磁感应强度Bm 为一定值时，两电极上输出的感生电动势e 与流量 qv 成
8、正比这就是交流磁场电磁流量变送器的基本工作原理值得注意的是， 用交流磁场会带来一系列的电磁干扰问题例如正交名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 干扰同相干扰等，这些干扰信号与有用的流量信号混杂在一起因此，如何正确区分流量信号与干扰信号，并如何有效地抑制和排除各种干扰信号，就成为交流励磁电磁流量计研制的重要课题。3低频方波励磁直流励磁方式和交流励滋方式各有优缺点，为了充分发挥它们的优点，尽量避免它们的缺点，70 年代以来
9、，人们开始采用低频方波励磁方式它的励磁电流波形其频率通常为工频的14l10方波励磁电流波形在半个周期内，磁场是恒稳的直流磁场，它具有直流励磁的特点，受电磁干扰影响很小 从整个时间过程看， 方波信号又是一个交变的信号，所以它能克服直流励滋易产生的极化现象因此，低频方波励磁是一种比较好的励磁方式， 目前已在电磁流量计上广泛的应用概括一下，电磁流量计具有如下几个优点：电磁流量计能避免交流磁场的正交电磁干扰；电磁流量计消除由分布电容引起的工频干扰；电磁流量计抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流；电磁流量计排除直流励磁的极化现象名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -