電磁流量計轉換器及傳感器的探討  九

2電磁流量計的工作原理及勵磁系統

下面介紹的電磁流量計的工作原理及勵磁系統。勵磁系統包括磁路以及勵磁方式。

2．1電磁流量計的工作原理

電磁流量計(Electromagnetic Flowmeter，EMF)的測量原理是基于法拉第電磁感應定律：導體回路中產生的感應電動勢的大小與穿過回路的磁通量的變化率成正比，只是其中切割磁力線的導體不是一般的金屬導體，而是具有一定導電率的液體流柱，切割磁力線的長度是兩電極之間的距離，近似等于液體的直徑，即測量管內徑D。如圖2．1所示，液體在磁場中切割磁力線運動，導體兩端就會產生感應電動勢。

由上可知流量體積Q和E成正比，通過測量出E的值就能計算出液體的體積流量。以上結論是針對金屬導體的計算公式。下面通過數學推導可以證明以上結論對于液體也是適用的。

電磁流量計應用中，假設：

(1)流體的磁導率∥均勻，且同在真空中是一樣的；

(2)流體的電導率or是均勻的，各向同性的，符合歐姆定律。是流體流動速度矢量。電場強度矢量面是基于流體內外存在著電荷而存在的量，第二項一v×一B是因磁場中流體運動產生洛侖磁力而引起的電磁感應；

(3)當角頻率為彩、流體的介電常數為￡時，若cog／tr《1，液體中的位移電流可以忽略。

以上是電磁流量計的基本微分方程。在適當的條件下，根據給定的，否的空間分布就可以求出流速矢量；與電位移的相應的關系。對于求解公式(2．11)這里采用A．Kolin的解法來充分了解電磁流量計的工作。

由于磁感應強度否的方向與石軸的方向一致。則在對于速度；的旋度的計算，只需要求出x軸方向上的旋度值即可。

由公式可以知道當在均勻磁場的情況下，感應電壓的值與平均流速成正比。

2．2電磁流量計的磁路

電磁流量計的傳感器主要是一個勵磁系統。目的就是產生一個交變磁場，流體切割磁力線，液體兩端出現感應電壓，通過兩電極來獲得流量信號。根據被測介質的性質不同，工作磁場有恒定磁場和交變磁場。這里主要介紹的是交變勵磁的磁路。

電磁流量計