電磁流(liú)量計 （Eletromagnetic Flowmeters，簡稱EMF）是(shi)20世紀50~60年代随(sui)着電子技術(shu)的發展而迅(xun)速發展起🤩來(lái)的‼️流量測量(liàng)儀表。電磁流(liú)量計是根據(jù)法拉第電🤟磁(ci)感應定律制(zhì)成的，用來測(ce)量導電液體(ti)體積流量的(de)儀表。由于其(qi)優點，電磁流(liu)量計目前已(yi)廣泛地被應(yīng)用于工業過(guo)程中各種導(dǎo)電液體的流(liú)量測👅量，如各(gè)種酸、堿、鹽等(děng)腐蝕性介質(zhì)；電磁🤩流量計(jì)各種漿液流(liú)量測量，形成(cheng)了應用領域(yu)。
    在結構上，電(diàn)磁流量計由(you)電磁流量傳(chuán)感器和轉換(huàn)🤞器兩部分組(zu)🤩成。傳感器安(an)裝在工業過(guò)程管道上，它(tā)的作用是将(jiāng)流進管❓道内(nei)的液體體積(jī)流量值線性(xing)地變換成感(gǎn)生電勢信号(hao)，并通過傳輸(shu)線将此信号(hao)送到轉換器(qi)。轉換器🏃安裝(zhuang)在離傳感器(qi)不太遠的地(dì)方，它将傳感(gǎn)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻器送來的流(liú)量信号進行(háng)放大，并轉換(huan)成流量信号(hào)成正比的标(biāo)準電💋信号輸(shū)出，以進行顯(xian)示，累積和調(diào)節控🔱制。

電磁(cí)流量計的基(jī)本原理
(一)測(cè)量原理
    根據(ju)法拉第電磁(cí)感應定律，當(dang)一導體在磁(ci)場中運👣動切(qie)割磁力線時(shí)，在導體的兩(liang)端即産生感(gan)生電勢e，其方(fāng)🐉向由右手🐉定(dìng)則确定，其大(da)小與磁場的(de)磁感應強度(du)B，導體在磁場(chang)内的❌長度L及(ji)導體的運動(dong)速度u成正比(bǐ)，如果B， L，u三者互(hu)相垂直，則
e＝Blu       (3－35)
與(yǔ)此相仿．在磁(ci)感應強度爲(wèi)B的均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁(ci)場方向放一(yī)個内徑爲D的(de)不導磁管道(dao)，當導電液體(tǐ)在管道中以(yi)流速u流動時(shí)，導電流體就(jiù)切割磁力線(xiàn)．如果在管道(dao)截面上垂直(zhí)于磁場的直(zhí)徑兩端安裝(zhuang)一對電💞極(圖(tú)3—17)則可以證明(míng)，隻要管道内(nei)流速分布爲(wei)軸對稱分布(bù)，兩電極之間(jian)也特産生感(gǎn)生電動勢：
e＝BD        (3－36)
式(shì)中，爲管道截(jie)面上的平均(jun1)流速．由此可(ke)得管道的體(ti)積流🏃🏻‍♂️量爲♍：
qv＝πDUˉ＝   （3－37）
由(yóu)上式可見，體(tǐ)積流量qv與感(gan)應電動勢e和(hé)測量管内徑(jìng)D成線性⚽關系(xi)，與磁場的磁(ci)感應強度B成(chéng)反比，與其📐它(ta)物理參數無(wu)關．這就是電(diàn)磁流量計的(de)測量原理．
需(xū)要說明的是(shi)，要使式（3—37）嚴格(ge)成立，必須使(shǐ)測量條件滿(mǎn)足下列假定(dìng)：
①磁場是均勻(yún)分布的恒定(dìng)磁場；
②被測流(liu)體的流速軸(zhou)對稱分布；
③被(bèi)測液體是非(fēi)磁性的；
④被測(ce)液體的電導(dǎo)率均勻且各(ge)向同性。
圖3－17電(dian)磁流量計原(yuan)理簡圖

1－磁極(jí)；2－電極；3－管道
(二(er))勵磁方式
    勵(li)磁方式即産(chan)生磁場的方(fāng)式．由前述可(ke)知，爲使式(3—37)嚴(yán)格成立，必須(xu)滿足的條件(jian)就是要有一(yī)個均勻恒定(ding)的磁場．爲此(ci)，就需要選擇(ze)一種合适的(de)勵磁方式。目(mu)前，一般有三(san)種勵碰方式(shi)，即直流勵✍️磁(ci)、交流勵磁和(hé)低頻方波勵(lì)磁．現分别予(yǔ)以👌介紹．
1．直流(liu)勵磁
    直流勵(lì)磁方式用直(zhí)流電産生磁(cí)場或采用磁(ci)鐵，它能産生(shēng)一個恒定的(de)均勻磁場．這(zhè)種直流勵磁(cí)變送器的🙇‍♀️受(shou)交☂️流電✊磁場(chang)幹擾影響很(hen)小，因而可以(yǐ)忽略液體中(zhōng)的自感現象(xiàng)的影響．但是(shi)，使用直流磁(ci)場易使通過(guo)測量管道的(de)電解質液體(ti)被極化㊙️，即電(diàn)解質在電場(chang)中被電解，産(chǎn)生正負離子(zi)．在電🔞場力的(de)作用🌈下，負離(lí)子跑向🔴正極(ji)，正離子跑向(xiàng)負極．如圖3—18所(suo)示．這樣，将導(dao)緻正負電極(jí)分别被相反(fan)極性的離子(zǐ)所包圍，嚴重(zhòng)影響電磁流(liú)量計的正常(chang)工作．所以，直(zhi)流勵磁一般(bān)隻用于測量(liàng)非電解質液(yè)體，如液态金(jin)屬等🤟．
圖3－18直流(liu)勵磁方式

2．交流勵磁
    目(mu)前，工業上使(shǐ)用的電磁流(liú)量計，大都采(cǎi)用工頻(50Hz)電源(yuan)交流勵磁方(fang)式，即它的磁(ci)場是由正弦(xián)交變電流産(chan)生的，所🛀🏻以産(chǎn)生的磁場也(yě)是一個交變(biàn)磁場．交變磁(cí)場變🌐送器的(de)🏃🏻‍♂️主要優點是(shi)消除了電極(jí)表面的極化(huà)于擾．另外，由(you)于磁場是交(jiao)變的，所以輸(shū)出信号也是(shi)交變信号，放(fang)大和轉換低(di)電平的交流(liu)信号要比直(zhi)流信号容✂️易(yì)得多．
如果交(jiao)流磁場的磁(cí)感應強度爲(wèi)
B＝Bm sint             （3－38）
則電極上産(chan)生的感生電(diàn)動勢爲
e＝Bm Dsint            （3－39）
被測(ce)體積流量爲(wèi)
qv= D                  （3－40）
式中Bm――磁場磁(cí)感應強度的(de)最大值；
――勵磁(cí)電流的角頻(pín)率，＝2f；
t――時間；
f――電源(yuan)頻率．
由式(3－40)可(ke)知，當測量管(guǎn)内徑D不變，磁(cí)感應強度Bm爲(wèi)一定值時，兩(liang)電極💔上輸出(chū)的感生電動(dòng)勢e與流量qv成(cheng)正比．這就是(shì)交流磁👄場電(dian)磁流量變送(sòng)器的基本工(gōng)作原理．
    值得(dé)注意的是，用(yong)交流磁場會(huì)帶來一系列(lie)的電磁幹擾(rǎo)問題．例如正(zheng)交幹擾．同相(xiang)幹擾等，這些(xie)幹擾信号與(yu)有用的流量(liàng)信号混雜在(zài)一起．因此，如(ru)何正确🔴區分(fèn)流☁️量信号與(yǔ)幹擾信号，并(bìng)如何有🈚效地(dì)抑制和排除(chú)各種幹擾信(xìn)号，就成爲交(jiāo)流勵磁電磁(cí)流量計🐇研制(zhi)的重要課題(ti)。
3．低頻方波勵(lì)磁
    直流勵磁(ci)方式和交流(liú)勵滋方式各(ge)有優缺點，爲(wei)了充分發揮(hui)它們的優點(dian)，盡量避免它(tā)們的缺點，70年(nian)代以來，人們(men)開始💛采用低(di)頻🥵方波勵磁(cí)方式．它的勵(li)磁⭕電流波💜形(xing)如圖3—19所示，其(qi)頻率通常爲(wei)工頻的1／4－l／10．
圖3－19方(fāng)波勵磁電流(liú)波形

    從圖3－19可見，在(zài)半個周期内(nei)，磁場是恒穩(wěn)的直流磁場(chǎng)，它具有🌈直流(liu)勵磁的特點(dian)，受電磁幹擾(rǎo)影響很小．從(cóng)整個💔時間過(guo)程🛀看，方波信(xin)号又是一個(gè)交變的信号(hào)，所以它能克(ke)服直流勵滋(zi)易産🐪生的極(ji)化現象．因此(cǐ)💋，低頻方波勵(li)磁是一種比(bǐ)較好的勵磁(ci)方式，目前已(yǐ)在電磁流量(liàng)計上廣泛的(de)應用．概括一(yi)下，電磁流量(liàng)計具有如下(xia)幾個優點：
①電(dian)磁流量計能(néng)避免交流磁(cí)場的正交電(diàn)磁幹擾；
②電磁(ci)流量計消除(chú)由分布電容(rong)引起的工頻(pin)幹擾；
③電磁流(liú)量計抑制交(jiāo)流磁場在管(guan)壁和流體内(nèi)部引起的🔴電(diàn)渦流；
④電磁流(liu)量計排除直(zhi)流勵磁的極(jí)化現象．