（已结帖）2011-03-26-工控擂台-电磁流量计的测量原理？ 点击：422 | 回复：16
电磁流量计的测量原理是什么？请根据你的经验谈谈你对电磁流量计的理解！
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电磁流量计测量原理：电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。它在管道的两侧加一个磁场，被测介质流过管道就切割磁力线，在两个检测电极上产生感应电势，其大小正比于流体的运动速度。电磁流量计由流量传感器和变送器两大部分组成。传感器测量管上下装有励磁线圈，通励磁电流后产生磁场穿过测量管，一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电势，送到变送器。励磁电流则由变送器提供。按变送器与传感器组装方式分类，有分离型和一体型两种。
电磁流量计用的变送器结构简单没有可动部件，在测量过程中，不受被测介质温度、粘度,、密度以及电导率(在一定范围内)的影响。量程范围极宽，并只与被测介质的平均流速成正比，而与轴对称分布下的流动状态(层流、湍流)无关,而且反应灵敏，线性好。使用电磁流量计的前提是被数字压力表测液体必须是导电的，不能低于阈值-即下限值。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用，超过阈值即使变化也可以测量，示值误差变化不大。
电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。
电磁流量计在管道的两侧加一个磁场，被测介质流过管道就切割磁力线，在两个检测电极上产生感应电势，其大小正比于流体的运动速度。电磁流量计的特点是没有可动部件和凸出于流体中的零件,具有很高的可靠性，测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。可以用于测量酸、碱、盐溶液、煤浆、矿浆、砂浆灰泥、纸浆、树脂、橡胶乳、合成纤维浆和感光乳胶等各种悬浮物、气化汽和粘性物质的流量。电磁流量计密封性能好，还可用于自来水和地下水道系统。
电磁流量计的测量原理：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
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：
e＝BD
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
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．
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的，用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点，电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量，如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；电磁流量计各种浆液流量测量，形成了独特的应用领域。
在结构上，电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上，它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号，并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方，它将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成流量信号成正比的标准电信号输出，以进行显示，累积和调节控制。
电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极延管径方向穿通管壁固定在测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双向方波脉冲励磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为 B 的工作磁场。此时，如果具有一定电导率的流体流经测量管，将切割磁力线感应出电动势 E 。电动势 E 正比于磁通量密度 B ，测量管内径 d 与平均流速 v 的乘积。电动势 E （流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器。转换器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲，模拟电流等信号，用于流量的控制和调节。
E=KBdv
式中： E－－－－－－－－ 为电极间的信号电压（ V ）
B－－－－－－－－ 磁通密度（ T ）
d－－－－－－－－ 测量管内径（ m ）
v－－－－－－－－ 平均流速（ m/s ）
式中 K 、 d 为常数，由于励磁电流是恒流的，故 B 也是常数，则由 E=KBdv 可知，流体流量 Q 与电压信号 E 成正比，即流速感应的信号电压 E 与体积 Q 成线形关系。因此只要测量 E 就可以确定 Q 。
电磁流量计的理解：由 E=KBdv 可知，被测流体介质的温度、密度、压力、电导率、液固两相流体介质的液固成分比等参数不会影响测量结果。至于流动状态只要符合轴对称流动（如层流或紊流）就不会影响测量结果。因此说电磁流量计是一种真正的体积流量。而不需任何修正。这是电磁流量计的一突出特点，是其他任何流量计所没有的。测量管内无活动及阻六流部件，因此几乎没有压力损失，并且有极高的可靠性。
电磁流量计是一种电磁感应式流量仪表，它由传感器和智能信号转换器组成。它能测量各类导电液体的体积流量，所测量的介质包括酸、碱、盐等强腐蚀性液体,原水，冷却水等导电液体及固液两相液体。流量传感器的测量管道内无阻流件，没有压力损失。在测量导电液体介质时，只要合理选择内衬和电极材料，就能正常计量。
以前用过ABB的流量计由于当时选型出错，导致不能使用，因为测量的介质导电性太差，测量很不正确。后来使用日本的横河流量计，选择可以测量低导电率的型号。被测的介质，不能有太大的杂质，否则会降低测量的精度。介质内的导电不能分层，不然也会出现测量不正确。
偶上学时好像学过这个电磁流量计的测量原理，当初没有学好，毕业更是忘得一干二净。
在日常工作中虽然用到电磁流量计，但是大多作为一个内部计量仪表，工艺要求的也就是要个大体的趋势，对于是否准确，准确到多少，误差到底是多少，没有人深究，偶这个仪表维修工，也是滥竽充数半的混日子。
只有工艺人员反映不准的时候在拆卸维修，大多都是管道堵塞、内部附有污油、绝缘衬里损坏、电路板故障、密封面泄露、电源信号传输等等故障，其没有一次说是这个仪表与真值的误差是多少，这个工艺人员也不知这个到底是多少流量。
所幸偶上学的课本有一部分没有当废纸卖掉，今天偶然翻出来，想到这个电磁流量计，于是翻到其章节看了看，不过看过之后还是有个疑惑。
课本中说明了，这个电磁流量计不能用在电导率低的液体测量中，只能用在导电的液体测量中，但是当导电率低的液体与导电的液体混合后的介质测量中，其没有说明修订公式，那么偶还是先前帖子的疑问，这个含油污水还含水污油的测量其显示的数值一样吗？这个误差是多少？在污水处理中含油污水中含油量的多少是否对测量产生影响？课本没有说明，也许偶学的课本不是详细的介绍，但是作为一个介绍的仪表，其应该有个修订公式，这个偶对课本产生了怀疑。
于是偶继续看找到这个所谓的电磁流量计检测公式：
E=KBdv
式中：E－为电极间的信号电压（ V ）， B－ 磁通密度（ T ），d－ 测量管内径（ m ） ，v－ 平均流速（ m/s ）
课本上说，只要检测到这个E，就可以知道这个V，可是偶丛中发现了一个问题，对于具体的电磁流量计，其d是一定的，但是B是否一定呢，是否变化么，是否与被测介质的电导率有关呢，比如含油污水和含水污油的区别。
这个B，偶研究了半天，在另一个课本中找到了一个公式得到了验证，原来这个B与磁导率有关系，这个磁导率可以理解为这个被测介质的电导率，那么丛中偶发现这个含油污水和含水污油是有区别的，即两种液体以同样的速度通过同一块电磁流量计显示的流量是不一样的，这个课本没有介绍，偶也是猜测，缺少实际数据作为证明，还请各位同仁指正。
基于这个猜测，偶对这个电磁流量计所谓的精度产生了新的认识，通俗的说，也就那么回事，当不得真。
基本原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。如图1所示，导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”，其值如下式
E=KBdv 式中 E－－－－-感应电动势，即流量信号，V; k－－－－-系数； B－－－－-磁感应强度，T； D－－－－测量管内径，m； －－- 平均流速，m/s。
设液体的体积流量为，则 式中 K 为仪表常数，K= 4 KB/πD 。
EMF由流量传感器和转换器两大部分组成。传感器典型结构示意如图2，测量管上下装有激磁线圈，通激磁电流后产生磁场穿过测量管，一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电势，送到转换器。激磁电流则由转换器提供。
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