電磁流量計 （Eletromagnetic Flowmeters，簡(jian)稱EMF）是20世紀50~60年代(dai)随着電子技術(shu)的發展而迅速(sù)發展起來的流(liú)🛀量測量儀表。電(dian)磁流量計是根(gen)據法拉第電磁(ci)感應定律制成(chéng)的，用來測量導(dǎo)電液體體積流(liú)量的儀表。由于(yú)其優點，電磁流(liu)量計目前已廣(guǎng)泛地被應用于(yu)工業過程中各(ge)種導電液體的(de)流量測量，如各(gè)種酸、堿、鹽等腐(fu)蝕✍️性介質；電磁(ci)🚩流量計各種🚶漿(jiang)液流量測量，形(xing)成了應用領域(yu)。
    在結構上，電磁(ci)流量計由電磁(ci)流量傳感器和(he)轉換器兩部分(fen)組成。傳感器安(an)裝在工業過程(chéng)管道上，它的作(zuo)用是将流㊙️進管(guǎn)㊙️道内的液體體(ti)積流量值線性(xing)👣地變換成感生(shēng)電勢信♌号，并通(tōng)過傳輸線将此(cǐ)信号送到轉換(huan)‼️器。轉換器安裝(zhuāng)在離傳感器不(bu)太遠的地方，它(ta)将傳感器送來(lai)的流量信号進(jin)行放大，并轉換(huan)🛀🏻成流量信号成(cheng)🎯正比的标準電(dian)信号輸出，以進(jìn)行顯🛀示，累積和(he)♌調節控制。

電磁(cí)流量計的基本(ben)原理
(一)測量原(yuan)理
    根據法拉第(di)電磁感應定律(lǜ)，當一導體在磁(ci)場中運動切割(ge)磁力線時，在導(dǎo)體的兩端即産(chǎn)生感生電勢e，其(qi)方🌐向由右手定(ding)則确定，其大小(xiao)與磁場的磁感(gǎn)應強度B，導體在(zài)磁場内的長度(dù)L及導體的運動(dòng)速度u成正比，如(rú)果❄️B， L，u三者互相垂(chui)直，則
e＝Blu       (3－35)
與此相仿(pang)．在磁感應強度(du)爲B的均勻磁場(chang)中，垂直于磁場(chǎng)🚶方向🔞放🈲一個内(nei)徑爲D的不導磁(ci)管道，當導電液(ye)體在管道中以(yi)流速u流動♈時，導(dao)電流體就切割(ge)磁力💞線．如果在(zai)管道截面上垂(chui)直于磁場的直(zhi)徑兩端安裝一(yī)對電極(圖3—17)則可(kě)以證明，隻要管(guan)道内流速分布(bù)爲軸對稱分🈲布(bu)，兩電極之間也(ye)特産生‼️感生電(dian)動勢：
e＝BD        (3－36)
式中，爲管(guǎn)道截面上的平(píng)均流速．由此可(kě)得管道的體積(ji)流量爲：
qv＝πDUˉ＝   （3－37）
由上式(shì)可見，體積流量(liang)qv與感應電動勢(shì)e和測量管内徑(jing)D成線性關系，與(yu)磁場的磁感應(ying)強度B成反比，與(yu)其它物理參數(shù)無關．這就是電(dian)磁流量計的測(ce)量原理．
需要說(shuō)明的是，要使式(shì)（3—37）嚴格成立，必須(xu)使測量條件滿(man)足😘下🔱列假定：
①磁(ci)場是均勻分布(bù)的恒定磁場；
②被(bèi)測流體的流速(su)軸對稱分布；
③被(bèi)測液體是非磁(ci)性的；
④被測液體(ti)的電導率均勻(yun)且各向同性。
圖(tu)3－17電磁流量計原(yuan)理簡圖

1－磁極；2－電極；3－管(guǎn)道
(二)勵磁方式(shi)
    勵磁方式即産(chan)生磁場的方式(shi)．由前述可知，爲(wèi)使式(3—37)嚴格成立(li)，必須滿足的條(tiáo)件就是要有一(yi)個均勻恒🐪定的(de)磁場．爲此，就需(xū)要選擇一種合(he)适的勵磁方式(shi)。目前，一👨‍❤️‍👨般有三(sān)種勵碰🐅方式，即(jí)直流勵磁、交流(liú)勵磁和低頻方(fāng)波勵磁．現分别(bié)予以介紹．
1．直流(liu)勵磁
    直流勵磁(ci)方式用直流電(diàn)産生磁場或采(cǎi)用磁鐵，它能🥰産(chǎn)生一個恒定的(de)均勻磁場．這種(zhong)直流勵磁變送(sòng)器的受交流電(dian)磁場幹擾影響(xiang)很小，因而可以(yi)忽略液體中的(de)自感⭐現象的影(ying)響．但是，使用直(zhi)流磁場易使通(tong)過測量管道的(de)🔱電解質液體被(bei)極化，即電解質(zhì)在電場中被💛電(diàn)解，産生正💃負離(li)子．在電場力的(de)作用🈲下，負離子(zǐ)跑向正極，正離(lí)子跑向負極．如(ru)圖3—18所示．這樣，将(jiang)導緻正負電極(ji)分别被相反極(jí)性的離子所包(bāo)圍💚，嚴重影響電(dian)磁流量計的正(zhèng)常工作．所以，直(zhi)流勵磁一般隻(zhī)⭕用于測量非電(dian)解質液體，如液(ye)态金🥰屬等．
圖3－18直(zhí)流勵磁方式

2．交流(liú)勵磁
    目前，工業(yè)上使用的電磁(cí)流量計，大都采(cai)用工頻(50Hz)電源交(jiao)流勵磁方式，即(ji)它的磁場是由(you)正弦交變電流(liu)産生的，所以産(chǎn)生的磁場也是(shì)一個交變磁場(chang)．交變磁場變送(song)器的主要優🔱點(diǎn)是消😘除了電極(ji)表面的極化于(yu)擾．另外，由于磁(cí)場是交變的，所(suo)以輸出信号也(yě)❄️是交變信号，放(fàng)大和轉換低電(dian)平的交流信号(hào)要比☔直流信号(hào)容易得多．
如果(guo)交流磁場的磁(cí)感應強度爲
B＝Bm sint             （3－38）
則(ze)電極上産生的(de)感生電動勢爲(wèi)
e＝Bm Dsint            （3－39）
被測體積流量(liàng)爲
qv= D                  （3－40）
式中Bm――磁場磁(cí)感應強度的最(zuì)大值；
――勵磁電流(liu)的角頻率，＝2f；
t――時間(jian)；
f――電源頻率．
由式(shi)(3－40)可知，當測量管(guǎn)内徑D不變，磁感(gan)應強度Bm爲一定(ding)值時，兩電極上(shàng)輸出的感生電(diàn)動勢e與流量qv成(chéng)正比⭐．這就🙇🏻是交(jiao)流磁場電磁流(liú)♻️量變送器的基(jī)本工作原理．
    值(zhi)得注意的是，用(yòng)交流磁場會帶(dài)來一系列的電(dian)磁🛀幹擾✍️問題．例(li)如正交幹擾．同(tong)相幹擾等，這些(xie)幹擾信号與有(you)用的流量信🌈号(hào)混雜在一起．因(yin)此，如何正确🈲區(qū)分流量信号🍓與(yu)幹擾信号，并如(rú)何有效地抑制(zhi)和排除各種幹(gàn)擾信号，就成爲(wèi)交流勵磁電磁(cí)流量計❄️研制的(de)重要課題。
3．低頻(pín)方波勵磁
    直流(liú)勵磁方式和交(jiāo)流勵滋方式各(gè)有優缺點，爲了(le)充分發揮它們(men)的優點，盡量避(bì)免它們的缺點(diǎn)，70年代✍️以來，人們(men)開始采用低頻(pin)方波勵磁方式(shi)．它的勵磁電流(liú)波形如圖3—19所示(shì)，其頻率通⭐常爲(wei)工頻的1／4－l／10．
圖3－19方波(bō)勵磁電流波形(xing)

    從圖3－19可見，在(zài)半個周期内，磁(ci)場是恒穩的直(zhi)流磁場，它具有(you)直🛀流勵磁的特(tè)點，受電磁幹擾(rao)影響很小．從整(zhěng)個時間過程看(kan)，方波信号又是(shì)一個交變的信(xin)号，所以它能克(kè)服直流勵滋易(yi)産生的極化現(xian)象．因此，低頻方(fāng)波⁉️勵磁是一🏃🏻種(zhong)比較好✌️的勵磁(cí)方式，目前已在(zài)電磁流量計上(shang)廣泛的應用．概(gai)括一下，電磁流(liu)量計具有如下(xia)幾👣個優點：
①電磁(ci)流量計能避免(miǎn)交流磁場的正(zhèng)交電磁幹擾；
②電(diàn)磁流量計消除(chú)由分布電容引(yǐn)起的工頻幹擾(rǎo)；
③電磁流量計抑(yì)制交流磁場在(zai)管壁和流體内(nei)部引起的電渦(wo)流；
④電磁流量計(ji)排除直流勵磁(ci)的極化現象．