電磁流量計 （Eletromagnetic Flowmeters，簡(jiǎn)稱EMF）是20世紀50~60年代(dài)随着電子技術(shu)的發展而迅速(sù)發展起來的流(liú)🐉量測量儀表。電(dian)磁流量計是根(gen)據法拉第電磁(cí)感應定律制成(cheng)的，用來測量導(dao)電液體體積流(liú)量的🥰儀表。由于(yu)其優點，電磁流(liu)量計目前已廣(guang)泛地被應用于(yu)工業過程中各(ge)種♉導電液體的(de)流量測量，如各(ge)種酸、堿、鹽等腐(fu)蝕✔️性介質；電磁(ci)流量計各種漿(jiang)液流量測量，形(xing)成了應用領💔域(yù)。
    在結構上，電磁(cí)流量計由電磁(cí)流量傳感器和(hé)轉換器兩部分(fen)組🍉成。傳感器安(ān)裝在工業過程(chéng)管道上，它的作(zuo)用是📱将流進管(guǎn)‼️道内的液體體(ti)積流量值線性(xing)地變換成感生(shēng)電勢信号，并通(tong)⛹🏻‍♀️過傳輸線将此(ci)信号送到轉換(huan)器。轉換器安裝(zhuāng)在離傳感器不(bu)💯太遠的地方，它(tā)将傳感器送來(lai)的流量信号進(jìn)行放大，并轉換(huàn)成流量信号成(cheng)正比的标準電(diàn)信号輸出，以進(jin)行顯示，累積和(hé)👌調節控制。

電磁(cí)流量計的基本(ben)原理
(一)測量原(yuan)理
    根據法拉第(dì)電磁感應定律(lǜ)，當一導體在磁(cí)場中運‼️動切🌈割(gē)磁力線時，在導(dǎo)體的兩端即産(chan)生感生電勢😘e，其(qí)方向由💋右手定(dìng)則确定，其大小(xiǎo)與磁場的磁感(gan)應強度B，導體在(zài)磁場内的長度(dù)L及導體的運動(dòng)速度u成正比，如(ru)果B， L，u三者互相垂(chui)直，則
e＝Blu       (3－35)
與此相仿(páng)．在磁感應強度(dù)爲B的均勻磁場(chang)中，垂直于磁場(chang)♌方向放一個内(nèi)徑爲D的不導磁(cí)管道，當導電液(yè)體在管道中以(yǐ)流速u流動時，導(dao)電流體就切割(gē)磁力🧑🏾‍🤝‍🧑🏼線．如果♋在(zài)管道截面上垂(chuí)直于磁場的直(zhi)徑兩端安裝一(yī)對電極(圖3—17)則可(ke)以證明，隻要管(guǎn)道内流速分布(bu)爲軸對稱分布(bù)，兩電極之間也(yě)特産生感生電(diàn)動勢：
e＝BD        (3－36)
式中，爲管(guan)道截面上的平(píng)均流速．由此可(kě)得管道的體積(jī)流量爲：
qv＝πDUˉ＝   （3－37）
由上式(shi)可見，體積流量(liàng)qv與感應電動勢(shì)e和測量管内🏒徑(jing)D成線性關系，與(yǔ)磁場的磁感應(ying)強度B成反比，與(yu)其它物⭐理參🌈數(shu)無關．這就是電(dian)磁流量計的測(ce)量原理．
需要說(shuō)明的是，要使式(shi)（3—37）嚴格成立，必須(xu)使測量條件滿(man)足下列假🌈定：
①磁(ci)場是均勻分布(bù)的恒定磁場；
②被(bei)測流體的流速(sù)軸對稱分布；
③被(bèi)測液體是非磁(ci)性的；
④被測液體(tǐ)的電導率均勻(yun)且各向同性。
圖(tu)3－17電磁流量計原(yuán)理簡圖

1－磁極；2－電極；3－管(guǎn)道
(二)勵磁方式(shi)
    勵磁方式即産(chan)生磁場的方式(shi)．由前述可知，爲(wei)使式(3—37)嚴格成立(lì)，必須滿足的條(tiáo)件就是要有一(yi)個均勻恒定的(de)磁場．爲此，就需(xu)☀️要選擇一種合(hé)适的勵磁方式(shì)。目前，一📱般有三(sān)種勵碰方式，即(jí)直流勵磁、交流(liú)勵磁和低頻方(fāng)波勵磁．現分别(bie)予以介紹．
1．直流(liú)勵磁
    直流勵磁(cí)方式用直流電(dian)産生磁場或采(cǎi)用磁鐵，它能産(chǎn)生一個✔️恒定的(de)均勻磁場．這種(zhong)直流勵磁變送(sòng)器的受交流電(diàn)㊙️磁場幹擾影響(xiǎng)很小，因而可以(yǐ)忽略液體中的(de)自感現象的影(ying)響．但⚽是，使用😘直(zhi)流磁場易💯使通(tōng)過測量管道的(de)電解質液💞體被(bèi)極化，即電解質(zhì)在電場中被電(dian)解，産生正㊙️負離(lí)子．在電場力的(de)作用下，負離子(zǐ)跑向正極，正離(lí)子跑向負極．如(rú)圖3—18所示．這樣，将(jiāng)導緻♈正負電極(jí)分别被相反極(jí)性的離子所包(bāo)圍，嚴重影響電(diàn)磁流量計的正(zheng)常工作．所以，直(zhi)流勵磁一般隻(zhi)用于測量非電(dian)解質液體，如液(yè)态金屬等．
圖3－18直(zhi)流勵磁方式

2．交流(liu)勵磁
    目前，工業(yè)上使用的電磁(cí)流量計，大都采(cǎi)用工頻(50Hz)電源交(jiāo)流勵磁方式，即(ji)它的磁場是由(you)正弦交變電流(liú)産生👄的，所以産(chǎn)生的磁場也是(shì)一個交變磁場(chang)．交變🧑🏽‍🤝‍🧑🏻磁場變送(song)器的主要優點(diǎn)是消除了電極(ji)表面的極化于(yu)擾．另外，由于磁(cí)場是交變的，所(suǒ)以輸出信号也(yě)是交變信号，放(fang)大和轉換🈲低電(diàn)平的交流信号(hào)要比♈直流信号(hào)容易得多．
如果(guo)交流磁場的磁(cí)感應強度爲
B＝Bm sint             （3－38）
則(ze)電極上産生的(de)感生電動勢爲(wei)
e＝Bm Dsint            （3－39）
被測體積流量(liàng)爲
qv= D                  （3－40）
式中Bm――磁場磁(ci)感應強度的最(zui)大值；
――勵磁電流(liú)的角頻率，＝2f；
t――時間(jiān)；
f――電源頻率．
由式(shi)(3－40)可知，當測量管(guǎn)内徑D不變，磁感(gan)應強度Bm爲一定(ding)☀️值時🌈，兩電極上(shàng)輸出的感生電(dian)動勢e與流量qv成(cheng)正比．這就是交(jiāo)流磁場電💃磁流(liu)量變送器的基(jī)本工作原理．
    值(zhi)得注意的是，用(yong)交流磁場會帶(dai)來一系列的電(dian)磁幹擾📱問題．例(li)👨‍❤️‍👨如正交幹擾．同(tong)相幹擾等，這些(xie)幹擾信号與🔞有(you)用的流量信号(hao)混雜在一起．因(yīn)此，如何正确區(qu)分流量信号與(yǔ)幹擾信号，并🧑🏾‍🤝‍🧑🏼如(ru)何有效地抑制(zhì)和排除各種幹(gan)擾信号，就成爲(wei)交流勵磁電磁(cí)流量計研制的(de)重要課題。
3．低頻(pín)方波勵磁
    直流(liú)勵磁方式和交(jiao)流勵滋方式各(gè)有優缺點，爲了(le)充分㊙️發揮它們(men)的優點，盡量避(bi)免它們的缺點(dian)，70年代以來，人們(men)開始采用低頻(pin)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼方波勵磁方式(shi)．它的勵磁電流(liú)波形如圖3—19所示(shì)，其頻率通常爲(wèi)工頻的1／4－l／10．
圖3－19方波(bo)勵磁電流波形(xing)

    從圖3－19可見，在(zài)半個周期内，磁(ci)場是恒穩的直(zhí)流磁場🔱，它具有(yǒu)直流勵磁的特(te)點，受電磁幹擾(rao)影響很小．從整(zheng)個♌時間🏃‍♀️過程看(kàn)，方波信号又是(shì)一個交變的信(xin)号⭐，所以它能克(kè)服直流勵滋易(yì)産生的極化現(xiàn)象．因此💞，低頻方(fāng)波🙇🏻勵磁是一種(zhong)比較好的勵磁(cí)方😘式，目前已在(zài)電磁流量計上(shàng)廣泛的應用．概(gài)括一下，電磁流(liú)量計具有如下(xia)幾💔個優點：
①電磁(ci)流量計能避免(mian)交流磁場的正(zheng)交電磁幹擾；
②電(dian)磁流量計消除(chu)由分布電容引(yin)起的工頻幹擾(rǎo)；
③電磁流量計抑(yì)制交流磁場在(zai)管壁和流體内(nei)部引起的電♻️渦(wō)流👈；
④電磁流量計(jì)排除直流勵磁(ci)的極化現象．