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电磁流量计的基本原理(一)

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

e＝Blu (3－35)

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(图3—17)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：

e＝BD (3－36)

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：

qv＝πDUˉ＝ （3－37）

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．这就是电磁流量计的测量原理．

需要说明的是，要使式（3—37）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。

电磁流量计接地的原因及好处

电磁流量计接地的原因：

电磁流量计内的测量电极处于一个直流或交流电场内，如果其环境不能有效地被屏蔽于一个无干扰的条件下，对测量有严重干扰。

传感器外壳接地与否，直接关系到测量的精度和稳定性，接地导线必须不传任何干扰电压，因此电磁流量计要求有非常可靠的接地，要做好接地屏蔽，否则就会产生干扰电流。

电磁流量计接地的好处：

若连接流量计的管道是（相对于被测介质）绝缘的则要用接地环，它的材质应根据被测介质的腐蚀性选用。

如果是聚四氟乙烯内衬的测量传感器，为了保测量传感器能正常工作，要选用接地环。

传感器的安装电磁流量计可以水平,垂直和倾斜安装

传感器的安装

电磁流量计可以水平，垂直和倾斜安装但为使流量计的工作，流量计测量管内必须充满流体介质；流量计的电极轴线应近似水平；流量计（从电极轴线起测量）的上游直管段***少为5D长，出口的下游直管段为2D长：被测流体流动方向应与流量计的流向标志所指方向一致：当管道直径与流量计通径不一致时，可以在流量计两端安装渐扩管或渐缩管，其圆锥角应小于15°：电磁流量计安装场所应避免有强磁场及强震动源，在流量计的两边管道上应有固定支座：分体安装的流量计转换器应安装在通风、干燥场所，应避免雨林、水淹，防止仪表的电器元件受潮，造成绝缘性能下降及损坏。

直流式电磁流量计磁场方向保持不变

直流式电磁流量计

直流式电磁流量计磁场方向保持不变，通常采用永磁体进行作为磁场源。根据测量原理，直流式电磁流量计包含两个系统。磁路系统产生磁场，信号采集系统采集信号。因此流量计结构简单、信号稳定性强且受到铅铋流体流动特征影响小，成为了国际上铅铋流量测量主要方式。意大利的CHEOPE和LECOR回路、瑞典的LISOR回路和德国的THESYS回路均采用了永磁式电磁流量计检测流量。