電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與工作原理

電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與工作原理

 電磁流量計(jì)簡(jiǎn)單說是由流量傳感器和變送器組成的。
流量傳感器是把流過管道內(nèi)的導(dǎo)電液體的體積流量轉(zhuǎn)換為線性電信號(hào)。其轉(zhuǎn)換原理就是著名的法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體通過磁場(chǎng)，切割電磁線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。流量傳感器的磁場(chǎng)是通過勵(lì)磁實(shí)現(xiàn)的，分直流勵(lì)磁、交流勵(lì)磁和低頻方波勵(lì)磁。現(xiàn)在大多流量傳感器采用低頻方波勵(lì)磁。
   變送器是由勵(lì)磁電路、信號(hào)濾波放大電路、A/D采樣電路、微處理器電路、D/A電路、變送電路等組成。
電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)：
  電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)，即導(dǎo)體通過磁場(chǎng)，切割電磁線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。流量傳感器的磁場(chǎng)是通過勵(lì)磁實(shí)現(xiàn)的，分直流勵(lì)磁、交流勵(lì)磁和低頻方波勵(lì)磁。現(xiàn)在大多流量傳感器采用低頻方波勵(lì)磁。
電磁流量計(jì)的工作原理：
電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測(cè)流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，最大可達(dá)3m，輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性，精確度較高，可測(cè)量電導(dǎo)率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測(cè)量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比。同理，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線時(shí)，也會(huì)在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判定，感應(yīng)電勢(shì)的大小由下式確定：
Ex=BDv-----------------式（1）
式中Ex—感應(yīng)電勢(shì)，V；
B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T
D—管道內(nèi)徑，m
v—液體的平均流速，m/s
然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（πD2）/4的乘積，將式（1）代入該式得：
Qv=(πD/4B)* Ex ---------式（2）
由上式可知，在管道直徑D己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí)，被測(cè)體積流量與感應(yīng)電勢(shì)呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極，就可引入感應(yīng)電勢(shì)Ex，測(cè)量此電勢(shì)的大小，就可求得體積流量。
據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，在與測(cè)量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管軸線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此感應(yīng)電勢(shì)由兩個(gè)檢測(cè)電極檢出，數(shù)值大小與流速成正比例，其值為：
E=B·V·D·K
式中： E－感應(yīng)電勢(shì)；
K－與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)；
B－磁感應(yīng)強(qiáng)度；
V－導(dǎo)電液體平均流速；
D－電極間距；（測(cè)量管內(nèi)直徑）
傳感器將感應(yīng)電勢(shì)E作為流量信號(hào)，傳送到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)放大，變換濾波等信號(hào)處理后，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出，報(bào)警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協(xié)議。