電磁流量計(jì)(Electromagnetic Flowmeters，簡(jiǎn)稱(chēng)EMF)是20世紀(jì)50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的新型流量測(cè)量?jī)x表。下面介紹電磁流量計(jì)的原理及特點(diǎn)等信息供大家參考。

一、電磁流量計(jì)工作原理

電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測(cè)流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，最大可達(dá)3m，輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性，精確度較高，可測(cè)量電導(dǎo)率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測(cè)量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。

當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比。同理，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線時(shí)，也會(huì)在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判定，感應(yīng)電勢(shì)的大小由下式確定：

Ex=BDv-----------------式(1)

式中Ex—感應(yīng)電勢(shì)，V;

B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T

D—管道內(nèi)徑，m

v—液體的平均流速，m/s

然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積(πD2)/4的乘積，將式(1)代入該式得：

Qv=(πD/4B)* Ex ---------式(2)

由上式可知，在管道直徑D己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí)，被測(cè)體積流量與感應(yīng)電勢(shì)呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極，就可引入感應(yīng)電勢(shì)Ex，測(cè)量此電勢(shì)的大小，就可求得體積流量。

據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，在與測(cè)量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管軸線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此感應(yīng)電勢(shì)由兩個(gè)檢測(cè)電極檢出，數(shù)值大小與流速成正比例，其值為：

E=B·V·D·K

式中： E-感應(yīng)電勢(shì);

K-與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù);

B-磁感應(yīng)強(qiáng)度;

V-導(dǎo)電液體平均流速;

D-電極間距;(測(cè)量管內(nèi)直徑)

傳感器將感應(yīng)電勢(shì)E作為流量信號(hào)，傳送到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)放大，變換濾波等信號(hào)處理后，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出，報(bào)警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS-485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協(xié)議。

注：不同電磁流量計(jì)參數(shù)略有差異，使用時(shí)請(qǐng)務(wù)必查看說(shuō)明書(shū)。

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速v流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱(chēng)分布，兩電極之間產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)：

e=KBDv (3-36)

式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數(shù)。由此可得管道的體積流量為：

qv= πeD/4KB (3-37)

由上式可見(jiàn)，體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和測(cè)量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比，與其它物理參數(shù)無(wú)關(guān)。這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理。

需要說(shuō)明的是，要使式(3—37)嚴(yán)格成立，必須使電磁流量計(jì)測(cè)量條件滿足下列假定：

①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);

②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱(chēng)分布;

③被測(cè)液體是非磁性的;

④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。

二、特點(diǎn)

1、 流量的測(cè)量不受流體的密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系，因此測(cè)量精度高。

2、 測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻流件，因此沒(méi)有附加的壓力損失;測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長(zhǎng)。

3、 由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿磁場(chǎng)的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長(zhǎng)度為前5D后3D的管道直徑。

4、傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測(cè)液體接觸，只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料，即可耐磨和耐磨損，保證長(zhǎng)期使用。

5、 轉(zhuǎn)換器是美國(guó)富沃得公司多種專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)晶，可以適用于各種導(dǎo)電流體的場(chǎng)合。采用了國(guó)際最新最先進(jìn)的單片(MCU)和表面貼裝技術(shù)(SMT)，性能可靠，精度高，功耗低，零點(diǎn)穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)定方便。點(diǎn)陣英文顯示LCD，顯示累積流量、瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等參數(shù)。

三、FFM62系列電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

1、FFM62系列電磁流量計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)是非常穩(wěn)定、無(wú)漂移、重復(fù)性好。它采用了低頻矩形波勵(lì)磁，勵(lì)磁電流穩(wěn)定，這種勵(lì)磁方式具有受電磁干擾影響小，不產(chǎn)生渦流效應(yīng)，正交干擾和同相干擾小，不產(chǎn)生極化現(xiàn)象的特點(diǎn)，從而使電磁流量計(jì)具有電流小、功耗低、不發(fā)熱、零點(diǎn)穩(wěn)定、無(wú)漂移、電極污染影響小的優(yōu)點(diǎn)。

2、電磁流量計(jì)的輸出與對(duì)稱(chēng)分布下的流動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)(層流和紊流)，所以量程比極大，可以做到100：1，可測(cè)量流速范圍為0.3-12m/s(擴(kuò)展范圍0.1-15 m/s)內(nèi)的流體流量。

3、可測(cè)量臟污介質(zhì)，腐蝕性介質(zhì)及懸浮性液固兩相介質(zhì)等導(dǎo)電流體流量測(cè)量。管內(nèi)無(wú)任何阻礙流體流動(dòng)的部件，與流體接觸的只是電極和襯里，不堵不粘。根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性、磨損性及溫度的不同，選擇不同的襯里的電極來(lái)測(cè)量臟污、腐蝕性和懸浮性液固兩相介質(zhì)流量。

4、無(wú)附加壓力損失和能耗。

5、無(wú)機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量，也可以測(cè)量正反兩個(gè)方向的流量。

6、在測(cè)量過(guò)程中不受溫度、粘度、密度及電導(dǎo)率(在一定范圍內(nèi))變化的影響，測(cè)量穩(wěn)定。

7、轉(zhuǎn)換器帶有LCD顯示，按鍵進(jìn)行菜單設(shè)置，標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)為頻率信號(hào)，也可以選擇4-20mA電流輸出、HART協(xié)議通訊。

8、轉(zhuǎn)換器使用了函數(shù)磁場(chǎng)分析專(zhuān)利技術(shù)，徹底消除了偏流的影響，確保測(cè)量的準(zhǔn)確和穩(wěn)定。

9、對(duì)于測(cè)量具有“漿液噪聲”干擾的漿液流量，F(xiàn)FM62系列中具有帶“噪聲抑制器”的專(zhuān)利技術(shù)的轉(zhuǎn)換器，可以徹底消除雜波，保證測(cè)量的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

10、轉(zhuǎn)換器電路具有防雷擊元件，適合于野外安裝使用。 

11、獨(dú)特的多電極結(jié)構(gòu)，電氣噪聲干擾被完全消除，更有利提高測(cè)量的精度。

12、獨(dú)特的電極引線方式，徹底消除正交干擾和零點(diǎn)漂移，使FFM62系列電磁流量計(jì)測(cè)量更加穩(wěn)定。具有好的線性度和重復(fù)性。

    以上對(duì)電磁流量計(jì)的原理、特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)做了介紹，你現(xiàn)在對(duì)電磁流量計(jì)了解了嗎？更多請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注土巴兔裝修網(wǎng)。