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電磁流量計是無需與測量介質(zhì)直接接觸的流量計，使用過程中重復(fù)性好，長期能保證測量的精準度，后期維護方便，是一款使用范圍廣的主流流量計之一。

電磁流量計是如何測量流量的呢？電磁流量計的工作原理是什么，具有哪些重要意義，在電磁流量計安裝是應(yīng)該注意哪些情況，才能確保電磁流量計可以長期精準的工作。接下來，我們就針對電磁流量計的工作原理來說明下電磁流量計的測量方式是什么，適用于什么介質(zhì)場合測量，同時安裝時候應(yīng)該注意避免哪些干擾事項。

一、電磁流量計的工作原理

電磁流量計的基本原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。電磁流量計在工作時由磁路系統(tǒng)產(chǎn)生直流或交流的恒定磁場，當被測導(dǎo)電液體在通過磁場區(qū)域時，會做切割磁力線運動，則會產(chǎn)生感應(yīng)電勢（感應(yīng)電勢的大小與導(dǎo)體在磁場中的有效長度及導(dǎo)體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。），電勢的方向按“弗萊明右手規(guī)則”，感應(yīng)電動勢的大小由下式確定：

Ex=BDv

其中

Ex——感應(yīng)電動勢，單位：V（伏特）

B——磁感應(yīng)強度，單位：T（特斯拉）

D——管道內(nèi)徑，單位：m（米）

V——液體的平均流速，單位：m/s（米/秒）

而測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。測量管道上下裝有激磁線圈，通過激磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管，一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸，引出感應(yīng)電動勢，送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將獲取的各種不同的流量信號進行分析、對比和放大，終轉(zhuǎn)換成為標準的信號輸出給積算儀，積算儀通過對信號的處理，將測得的流量在儀表上顯示，并對測量結(jié)果進行一定的記錄。

二、電磁流量計結(jié)構(gòu)

電磁流量計的結(jié)構(gòu)主要有：磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里、轉(zhuǎn)換器等

它們分別有什么作用呢？

（1）磁路系統(tǒng)——產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場

（2）測量導(dǎo)管——其作用是讓被測導(dǎo)電性液體通過。為了使磁力線通過測量導(dǎo)管時磁通量被分流或短路，測量導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機械強度的材料制成，可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強度塑料、鋁等。不銹鋼導(dǎo)管分（304/316）不銹鋼是為了能更好的產(chǎn)生磁場，能保持電磁的穩(wěn)定性。

（3）電    極——引出和被測量成正比的感應(yīng)電動勢信號，電極分為316L-鈦-HC-HB-鉭。 不同的電極對應(yīng)的不同的介質(zhì)其作用是引出和被測量成正比的感應(yīng)電勢信號。電極一般用非導(dǎo)磁的不銹鋼制成，且被要求與襯里齊平，以便流體通過時不受阻礙。它的安裝位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆積在其上面而影響測量精度。

（4）外    殼——應(yīng)用鐵磁材料制成，是分配制度勵磁線圈的外罩，并隔離外  磁場干擾

（5）襯    里——內(nèi)襯分為（橡膠、四氟、塑料），內(nèi)襯的作用是管道內(nèi)的介質(zhì)與不銹鋼導(dǎo)管相隔開，否則介質(zhì)與導(dǎo)管接觸會形成短路。在測量導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上，有一層完整的電絕緣襯里。它直接接觸被測液體，其作用是增加測量導(dǎo)管的耐腐蝕性，防止感應(yīng)電勢被金屬測量導(dǎo)管管壁短路。襯里材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。

（6）轉(zhuǎn) 換 器——轉(zhuǎn)換器就是流量計表頭，由液體流動產(chǎn)生的感應(yīng)電勢信號十分微弱，受各種干擾因素的影響很大，轉(zhuǎn)換器的作用就是將感應(yīng)電勢信號放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標準信號并抑制主要的干擾信號。其任務(wù)是把電極檢測到的感應(yīng)電勢信號Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標準直流信號。

三、電磁流量計的勵磁方式有哪些各有什么優(yōu)缺點

從電磁流量計的工作原理可以知道，其中涉及到了磁場，那么電磁流量計種類中又因為勵磁方式的不同，其工作性能也不盡相同。所謂勵磁方式即產(chǎn)生磁場的方式，目前，一般有三種勵碰方式，即直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁：

（1）直流勵磁—— 一般只適用于測量非電解質(zhì)液體，如液態(tài)金屬

   直流勵磁方式用直流電或永（一）久磁鐵產(chǎn)生一個恒定的均勻，這種方式大的優(yōu)點是受交流電磁場干擾小，因此忽略液體中的自感現(xiàn)象的影響．但是，使用直流磁場易使通過測量管道的電解質(zhì)液體被極化，即電解質(zhì)在電場中被電解，產(chǎn)生正負離子．在電場力的作用下，負離子跑向正極，正離子跑向負極。這樣，將導(dǎo)致正負電極分別被相反極性的離子所包圍，嚴重影響電磁流量計的正常工作．所以，直流勵磁一般只用于測量非電解

（2）交流勵磁

    目前，工業(yè)上使用的電磁流量計，大都采用工頻(50Hz)電源交流勵磁方式，即它的磁場是由正弦交變電流產(chǎn)生的，所以產(chǎn)生的磁場也是一個交變磁場．交變磁場變送器的主要優(yōu)點是消除了電極表面的極化于擾．但是用交流電磁會帶來正交干擾、同相干擾、零點漂移等一系列電磁干擾問題，現(xiàn)在交流勵磁方式正在被低頻方波勵磁所代替。

（3）低頻方波勵磁

    直流勵磁方式和交流勵滋方式各有優(yōu)缺點，為了充分發(fā)揮它們的優(yōu)點，盡量避免它們的缺點，70年代以來，人們開始采用低頻方波勵磁方式，低頻方波勵磁波形有二值和三值兩種，其頻率通常為工頻的二分之一到三十二分之一。

低頻方波勵磁能避免交流勵磁的正交電磁干擾，消除分布電容引起的工頻干擾，抑制交流磁場在管壁和流體內(nèi)部引起的電渦流，排除直流勵磁的極化現(xiàn)象，目前已在電磁流量計上廣泛的應(yīng)用。

（4）高頻矩形波勵磁與可編程脈寬矩形波勵磁

    的電磁流量計制造企業(yè)，針對漿液流體測量和高速響應(yīng)性，應(yīng)用的半導(dǎo)體元器件和單片計算機技術(shù)，研制各種相對于低頻(1/8一1/32工頻)的高頻矩形波勵磁(通常在100Hz左右，醫(yī)學(xué)上測量人體的血液流量計高達400Hz)和可編程脈寬勵磁的電磁流量計，并利用單片計算機的存貯和運算功能，從數(shù)據(jù)采集與軟件上做尖狀干擾處理，以改善漿液測量和高速響應(yīng)性的性能。

    高頻矩形波勵磁和可編程脈寬勵磁電磁流計可能失掉一些低頻矩形波勵磁零點穩(wěn)定的特性，只能是一種適合特定場合應(yīng)用的流量計。同時，由于高頻勵磁可能引起傳感器磁路的渦流損失和磁滯損失增加，磁路結(jié)構(gòu)與應(yīng)用的磁性材料比低頻矩形波勵磁要求高一些。

（5） 雙頻勵磁

雙頻勵磁方式是日本橫河電機公司研究開發(fā)的一種高、低頻矩形波調(diào)制波的勵磁方式。所采用的勵磁頻率為:低頻是6.25Hz，它有助于提高零點的穩(wěn)定性;高頻是75Hz,高頻勵磁大幅度降低了漿液對電極產(chǎn)生的極化電壓，減弱了測量輸出的抖動。提高了測量的響應(yīng)速度。因此，雙頻勵磁既有穩(wěn)定零點和高精度的測量的優(yōu)點，又有很強的抗“漿液噪聲”能力，反應(yīng)速度快等優(yōu)點，是低頻矩形波勵磁和高頻勵磁的結(jié)合。

從上面敘述可以看到，每種勵磁方式均由其各自的優(yōu)缺點，而保障電磁流量計更精準工作的便是恒定的磁場，研究勵磁方式對于電磁流量計的應(yīng)用與發(fā)展非常重要。人們從來沒有停止對科技的探索研究，不久的將來，會有更好的勵磁方式出現(xiàn)，電磁流量計性能也能更加的完善。