电磁流量计测量原理和结构

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1、电磁流量计测量原理和结构　　　　电磁流量计是工业中测量导电流体常用的流量计，它能够测量酸、碱、盐溶液以及含有固体颗粒（例如泥浆）或纤维液体的流量。　　　　电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理制成的一种流量计，其测量原理如图8-30所示。当被测导电流体在磁场中沿垂直于磁力线方向流动而切割磁力线时，在对称安装在流通管道两侧的电极上将产生感应电势，磁场方向、电极及管道轴线三者在空间互相垂直，感应电势E的大小与被测液体的流速有确定的关系，即　　E=BDu　　　　　　　　　　　　　（1）　　　　式中，B为磁感应强度；D为管道内径；u为流体平均流速。　　　　图

2、1　电磁流量计原理　　　　当仪表结构参数确定之后，则流体流量方程为　　　　　　　　　　　（2）　　　　式中称为仪表常数。对于确定的电磁流量计，k为定值，因此测量感应电势就可以测出被测导电流体的流量。　　　　应当指出，式（2）必须符合以下假定条件时才成立，即：磁场是均匀分布的恒定磁场；被测流体是非磁性的；流速轴为对称分布；流体电导率均匀且各向同性。　　　　电磁流量计磁场的励磁方式有3种，即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。直流励磁方式能产生一个恒定的均匀磁场，受交流磁场干扰较小，但电极上产生的直流电势将使被测液体电解，使电极极化，破坏了原来的测量条

3、件，影响测量精度。所以直流励磁方式只适用于非电解质液体，如液态金属钠或汞等的流量测量。对电解性液体，一般采用工频交流励磁，可以克服直流励磁的极化现象，便于信号的放大，但会带来一系列的电磁干扰问题，主要是正交干扰和同相干扰，影响测量。低频方波励磁兼具直流和交流励磁的优点，能排除极化现象，避免正交干扰；抑制交流磁场在流体和管壁中引起的电涡流，是一种较好的励磁方式。　　　　电磁流量计的结构如图2所示。图中，励磁线圈和磁轭构成励磁系统，以产生均匀和具有较大磁通量的工作磁场。为避免磁力线被测量导管管壁短路，并尽可能地降低涡流损耗，测量导导管外壳电极磁轭马鞍

4、形励磁线圈内衬管由非导磁的高阻材料制成，一般为不锈钢、玻璃钢或某些具有高电阻率的铝合金。导管内壁用搪瓷或专门的橡胶、环氧树脂等材料作为绝缘衬里，使流体与测量导管绝缘并增加耐腐蚀性和耐磨性。电极一般由非导磁的不锈钢材料制成，测量腐蚀性流体时，多用铂铱合金、耐酸钨基合金或镍基合金等。电极嵌在管壁上，若导管为导电材料，必须和测量导管很好地绝缘。电极应在管道水平方向安装，以防止沉淀物堆积在电极上而影响测量精度。电磁流量计的外壳用铁磁材料制成，以屏蔽外磁场的干扰，保护仪表。　　　　图2　电磁流量计结构