电磁流量计的测量原理及注意事项

1.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动势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

e=BLu

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。如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极则可以证明，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

式中，u——管道截面上的平均流速。

由此可得管道的体积流量为

由上式可见，体积流量q_v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，与其他物理参数无关，这就是电磁流量计的测量原理。需要说明的是，要使式严格成立，必须使测量条件满足下列假定：

（1）磁场是均匀分布的恒定磁场；

（2）被测流体的流速轴对称分布；

（3）被测液体是非磁性的；

（4）被测液体的电导率均匀且各向同性。

2.励磁方式

励磁方式即产生磁场的方式，要产生一个均匀恒定的磁场，就需要选择一种合适的励磁方式。目前，一般有三种励磁方式，即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。

（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。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，直流励磁一般只用于测量非电解质液体，如液态金属等。(www.xing528.com)

（2）交流励磁：工业上使用的电磁流量计，大都采用工频（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干扰。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。

（3）低频方波励磁：低频方波励磁波形有两值（正-负）和三值（正-零-负）两种，其频率通常为公平的1/2～1/32。低频方波励磁能避免交流磁场的正交电磁干扰，消除由分布电容引起的工频干扰，消除由分布电容引起的工频干扰抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流，排除直流励磁的极化现象。

3.电磁流量计安装注意事项

（1）电磁流量计，特别是对小于DN100mm的小流量计，在搬运时受力部位切不可在信号变送器的任何地方，应在流量计的本体。

（2）按要求选择安装位置，但不管位置如何变化，电极轴必须保持基本水平。

（3）电磁流量计的测量管必须在任何时候都是完全注满介质的。

（4）安装时，要注意流量计的正负方向或箭头方向应与介质流向一致。

（5）安装时要保证螺栓、螺母与管道法兰之间留有足够的空间，以便于装卸。

（6）对于严重污染的流体的测量，电磁流量计应安装在旁路上。

（7）DN>200的大型电磁流量计要使用转接管，以保证对接法兰的轴向偏移，方便安装。

（8）最小直管段的要求为上游侧5DN，下游侧2DN。

（9）要避免安装在强电磁场的场所。