測量原理

      根據(jù)法拉第電磁感應定律，當一導體在磁場中運動切割磁力線時，在導體的兩端即產(chǎn)生感生電勢e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場的磁感應強度B，導體在磁場內(nèi)的長度L及導體的運動速度u成正比，如果B，L, u三者互相垂直，則e= Blu。與此相仿，在磁感應強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一一個內(nèi)徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速u流動時，導電流體就切割磁力線。如果在管道截面上重直于磁場的直徑兩端安裝- - 對電極，則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布，兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動勢:e=BD.式中，為管道截面上的平均流速.由此可得管道的體積流量為:qv=rDU".由上式可見，體積流量qv與感應電動勢c和測量管內(nèi)徑D成線性關系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數(shù)無關。這就是電磁流量計的測量原理。需要說明的是，要使式qv= πDU~嚴格成立，必須使測量條件滿足下列假定:

      ①磁場是均勻分布的恒定磁場:②被測流體的流速軸對稱分布;③被測液體是非磁性的:

      ④被測液體的電導率均勻A.各向同性。勵磁方式，

      勵磁方式即產(chǎn)生磁場的方式。由前述可知，為使式qv =πDU~嚴格成立，{dy}個必須滿足的條件就是要有一個均勻恒定的磁場。為此，就需要選擇一種合適的勵磁方式。口前，一般有三種勵碰方式，即直流勵做、交流勵磁和低頻方波勵磁。現(xiàn)分別予以介紹。1. 直流勵磁

      直流勵磁方式用直流電產(chǎn)生磁場或采用水久磁鐵，它能產(chǎn)生一個恒定的均勻磁場。這種直流勵磁變送器的{zd0}優(yōu)點是受父流電磁場干擾彤響很小，因而可以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最管道的電解質(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質(zhì)液體，如液態(tài)金屬等。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。另外，由于磁場是交變的，所以輸出信號也是交變信號，放大和轉(zhuǎn)換低電平的交流信號要比直流信號容易得多。

      如果交流磁場的磁感應強度為: B=Bm sint則電極上產(chǎn)生的感生電動勢為: e=Bm Dsint .被測體積流量為: qv= D

      式中Bm- --磁場磁感應強度的{zd0}值;由此可知，當測量管內(nèi)徑D不變，磁感應強度Bm為--定值時，兩電極上輸出的感生電動勢e與流量qv成正比。這就是交流磁場電磁流量變送器的基木工作原理。值得注意的是，用交流磁場會帶來一系列的電磁干擾問題。例如正交干擾、同相干擾等，這些干擾信號與有用的流量信號混雜在一起。因此，如何正確區(qū)分流量信號與干擾信號，并如何有效地抑制和排除各種干擾信號，就成為交流勵磁電磁流量計研制的重要課題。3.低頻方波勵磁