電磁流量計的結構與工作原理

電磁流量計的結構與工作原理

 電磁流量計簡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的導電液體的體積流量轉換為線性電信號。其轉換原理就是著名的法拉第電磁感應定律，即導體通過磁場，切割電磁線，產生電動勢。流量傳感器的磁場是通過勵磁實現的，分直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁。現在大多流量傳感器采用低頻方波勵磁。
   變送器是由勵磁電路、信號濾波放大電路、A/D采樣電路、微處理器電路、D/A電路、變送電路等組成。
電磁流量計的結構優勢：
  電磁流量計的結構，即導體通過磁場，切割電磁線，產生電動勢。流量傳感器的磁場是通過勵磁實現的，分直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁。現在大多流量傳感器采用低頻方波勵磁。
電磁流量計的工作原理：
電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律進行流量測量的流量計。電磁流量計的優點是壓損極小，可測流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業管徑范圍寬，最大可達3m，輸出信號和被測流量成線性，精確度較高，可測量電導率≥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。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
當導體在磁場中作切割磁力線運動時，在導體中會產生感應電勢，感應電勢的大小與導體在磁場中的有效長度及導體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。同理，導電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應力線時，也會在管道兩邊的電極上產生感應電勢。感應電勢的方向由右手定則判定，感應電勢的大小由下式確定：
Ex=BDv-----------------式（1）
式中Ex—感應電勢，V；
B—磁感應強度，T
D—管道內徑，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己定且保持磁感應強度B不變時，被測體積流量與感應電勢呈線性關系。若在管道兩側各插入一根電極，就可引入感應電勢Ex，測量此電勢的大小，就可求得體積流量。
據法拉第電磁感應原理，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極，當導電液體沿測量管軸線運動時，導電液體切割磁力線產生感應電勢，此感應電勢由兩個檢測電極檢出，數值大小與流速成正比例，其值為：
E=B·V·D·K
式中： E－感應電勢；
K－與磁場分布及軸向長度有關的系數；
B－磁感應強度；
V－導電液體平均流速；
D－電極間距；（測量管內直徑）
傳感器將感應電勢E作為流量信號，傳送到轉換器，經放大，變換濾波等信號處理后，用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉換器有4~20mA輸出，報警輸出及頻率輸出，并設有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協議。