電磁流量計測量的基本原理

電磁流量計的基本原理
  ，當導體在磁場中作切割磁力線運動時，導體兩端就會產生感應電動勢。此感應電動勢U 與通過閉合回路面積的磁感應通量. 的變化率成正比[28]： . 這就是法拉第電磁感應定律。式中，比例系數K 由實驗確定。在國際單位制中，U 的單位為（V）， .的單位為（Wb）, t的單位為（s）。如果K= 1，并考慮U 的方向，則式(2.1)可表示為： 如果只考慮U 的大小，就可以略去上式中的負號，即： 式中，B為磁感應強度(Gs), L為磁場中作切割磁力線運動的導體在垂直磁場方向的長度(m), V 為導體. 在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度(m/s)。感應電動勢的方向就是V . B矢量積的方向，可用右手.. .. 定則來確定。由(23)式可知，當磁感應強度B 恒定不變以及導體長度L 為定長時，感應電動勢的大小僅與導體運動速度成正比。電磁流量傳感器就是利用法拉第電磁感應定律制成的，只是其中切割磁力線的導體不是一般的金屬導體，而是具有一定電導率的液體流柱，切割磁力線的長度是兩電極之間的距離，近似等于液體流柱的直徑（如圖2.1）。根據(2.3)式可知，電極兩端感應電動勢的大小近似為： U . B . D.V （2.4） 式(2.4)與式(2.3)不同的是用電極兩端的距離來代替L，而電極間的距離近似等于測量管內徑D，故可用D 代替L。此外，還用被測液體的平均流速V (m/s )代替了導體的運動速度V 。根據(2.4)式可知， . 當磁感應強度B 和兩電極間的距離固定不變時，電極兩端產生的感應電動勢只與被測液體的平均流速成正比[36,37]。電磁流量計的原理圖見圖2.1。圖2.1 電磁流量傳感器原理Fig.2.1 Principle of electromagnetic flow sensor 在測量管內，穿過測量管橫截面的液體瞬時流量為： 將(2.4)式中的V 代入(2.5)式中，得： （2.6） B U . B . 由(2.7)式可以看出，當磁感應強度B 和測量管內徑D 一定時，感應電動勢U 與瞬時體積流量Q 是線性關系，而與其它物理參數無關，這也是電磁流量計的之一。在此需要說明，(2.7)式的成立是建立于以下條件假設成立的基礎上： 首先，假設磁場恒定不變，而且是均勻分布的。這樣就可以忽略導電液體在磁場中運動所產生的另外兩種效應的影響，即液體中感生電流對磁場分布的影響以及這一感生電流與電磁力相互作用對液體流動速度的影響。這兩種效應在測量液體金屬時則不能忽略。其次，假設被測液體的流速為軸對稱分布，而且液體中的感生電流與電場對稱，且平行于液體的軸向；另外，還假設液體的導電率是均勻和各向同性的，且不受電場或液體流動的影響。這樣我們就可排除“霍爾效應”帶來的影響。通常情況下，由被測液體的導電率變化和液體溫度的非均勻性所引起的熱電效應、離子遷移等現象，對流體測量的影響非常小。因此，我們可假定這些現象都不存在，將其忽略不計。再次，假設被測液體是非磁性的，并且它的磁導率. 與真空磁導率. 一致。這樣，我們可忽略液.體磁性與工作磁場間相互作用對流量測量的影響。可見，在上述條件假設成立下測定流量時，我們可以認為感應電動勢U 與瞬時體積流量Q 成正比， 且*是線性關系。電磁流量計整套儀表由電磁流量傳感器、信號轉換和積算儀三部分組成。傳感器安裝在工藝管道中，它的作用是將流經管道內液體流量值線性地變換成感應電勢信號，并經過傳輸線將此信號送到信號轉換器中去。信號轉換器的作用是將傳感器送來的流量信號進行比較、放大，并轉換成標準的輸出信號。積算儀用來采集轉換器輸出的標準信號，實現對被測液體流量的顯示、記錄、積算或調節。電磁流量計的構成如圖2.2 所示。電磁流量傳感器轉換器積算儀顯示圖2.2 電磁流量計構成Fig.2.2 Structure of electromagnetic flowmeter --擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節流裝置、節流孔板、限流孔板等流量產品，更多有關電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網站：