电磁流量计测量原理和结构

2015-5-22 08:36|编辑:电工学习网|查看:10778|评论: 0

　　电磁流量计是工业中测量导电流体常用的流量计，它能够测量酸、碱、盐溶液以及含有固体颗粒（例如泥浆）或纤维液体的流量。

　　电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理制成的一种流量计，其测量原理如图8-30所示。当被测导电流体在磁场中沿垂直于磁力线方向流动而切割磁力线时，在对称安装在流通管道两侧的电极上将产生感应电势，磁场方向、电极及管道轴线三者在空间互相垂直，感应电势E的大小与被测液体的流速有确定的关系，即

E=BDu　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）

　　式中，B为磁感应强度；D为管道内径；u为流体平均流速。

图1　电磁流量计原理

　　当仪表结构参数确定之后，则流体流量方程为

　　　　　　　　　　　　　　　（2）

　　式中称为仪表常数。对于确定的电磁流量计，k为定值，因此测量感应电势就可以测出被测导电流体的流量。

　　应当指出，式（2）必须符合以下假定条件时才成立，即：磁场是均匀分布的恒定磁场；被测流体是非磁性的；流速轴为对称分布；流体电导率均匀且各向同性。

　　电磁流量计磁场的励磁方式有3种，即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。直流励磁方式能产生一个恒定的均匀磁场，受交流磁场干扰较小，但电极上产生的直流电势将使被测液体电解，使电极极化，破坏了原来的测量条件，影响测量精度。所以直流励磁方式只适用于非电解质液体，如液态金属钠或汞等的流量测量。对电解性液体，一般采用工频交流励磁，可以克服直流励磁的极化现象，便于信号的放大，但会带来一系列的电磁干扰问题，主要是正交干扰和同相干扰，影响测量。低频方波励磁兼具直流和交流励磁的优点，能排除极化现象，避免正交干扰；抑制交流磁场在流体和管壁中引起的电涡流，是一种较好的励磁方式。

　　电磁流量计的结构如图2所示。图中，励磁线圈和磁轭构成励磁系统，以产生均匀和具有较大磁通量的工作磁场。为避免磁力线被测量导管管壁短路，并尽可能地降低涡流损耗，测量导导管外壳电极磁轭马鞍形励磁线圈内衬管由非导磁的高阻材料制成，一般为不锈钢、玻璃钢或某些具有高电阻率的铝合金。导管内壁用搪瓷或专门的橡胶、环氧树脂等材料作为绝缘衬里，使流体与测量导管绝缘并增加耐腐蚀性和耐磨性。电极一般由非导磁的不锈钢材料制成，测量腐蚀性流体时，多用铂铱合金、耐酸钨基合金或镍基合金等。电极嵌在管壁上，若导管为导电材料，必须和测量导管很好地绝缘。电极应在管道水平方向安装，以防止沉淀物堆积在电极上而影响测量精度。电磁流量计的外壳用铁磁材料制成，以屏蔽外磁场的干扰，保护仪表。