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(su)發展起🌈來的🌈流(liu)量測量儀表。電(dian)磁流量計是根(gēn)據法拉🏃‍♂️第電磁(ci)感應定律制成(cheng)的，用來測量導(dǎo)電液體體積🐉流(liú)量的儀表。由于(yu)其優點，電磁🌈流(liú)量計✔️目前已廣(guǎng)泛地被應用于(yú)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(cí)流量計各種漿(jiang)液流量測量，形(xíng)成了應用領域(yu)。
    在結構上，電磁(ci)流量計由電磁(cí)流量傳感器和(he)轉換器兩部分(fen)組成。傳感器安(ān)裝在工業過程(chéng)管道上，它的作(zuo)用是将流進管(guan)🐅道内的液體體(tǐ)積流量值線性(xing)地變換成感生(shēng)電勢信号，并通(tong)過傳輸線将此(ci)信号送到轉換(huan)💘器。轉換器安裝(zhuāng)在離傳感器不(bú)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(huàn)🔴成流量信号成(cheng)正比的标準電(diàn)信号輸出，以進(jìn)行顯示，累積和(hé)調節控制。

電磁(ci)流量計的基本(ben)原理
(一)測量原(yuan)理
    根據法拉第(dì)電磁感應定律(lü)，當一導體在磁(ci)場中運動切割(gē)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(xiǎo)與磁場的磁感(gan)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(ru)果B， L，u三者互相🧡垂(chuí)直，則
e＝Blu       (3－35)
與此相仿(páng)．在磁感應強度(du)爲B的均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放一個内(nèi)徑爲D的不導磁(ci)管道，當導電液(ye)體在🎯管道⛱️中以(yǐ)流速u流動時，導(dǎo)電流體就切割(gē)磁力線．如果在(zài)管道🥵截面上📧垂(chui)直于磁場的直(zhí)徑兩端安裝一(yī)對電極(圖3—17)則可(kě)以證明，隻要管(guǎn)道内流速分布(bu)爲軸對稱分布(bù)，兩電極之🈲間也(yě)特産生感生電(dian)動勢🈲：
e＝BD        (3－36)
式中，爲管(guan)道截面上的平(píng)均流速．由此可(ke)得管道的🏒體積(ji)流量爲：
qv＝πDUˉ＝   （3－37）
由上式(shi)可見，體積流量(liàng)qv與感應電動勢(shi)e和測量管内徑(jing)㊙️D成線性💃🏻關系，與(yǔ)磁場的磁感應(ying)強度B成反比，與(yǔ)其它物理參數(shù)無♋關．這就是電(diàn)磁流量計的測(cè)量原理．
需要說(shuo)明的是，要使式(shi)（3—37）嚴格成立，必須(xū)使測量條件滿(mǎn)足下列假定：
①磁(cí)場是均勻分布(bu)的恒定磁場；
②被(bèi)測流體的流速(sù)軸對稱分布；
③被(bei)測液體是非磁(cí)性的；
④被測液體(ti)的電導率均勻(yún)且各向同性。
圖(tú)3－17電磁流量計原(yuán)理簡圖

1－磁極；2－電極；3－管(guan)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(shì)。目前，一🏃‍♀️般有三(san)種勵碰方式，即(ji)直流勵⭐磁、交流(liu)勵磁和低頻方(fāng)波勵磁．現分别(bie)予以介紹．
1．直流(liu)勵磁
    直流勵磁(cí)方式用直流電(diàn)産生磁場或采(cai)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(song)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(yǐng)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(li)子跑向負極．如(ru)圖3—18所示．這✉️樣，将(jiang)導緻正負電🏃‍♂️極(jí)分别👉被相反極(ji)性的離子所包(bao)⭐圍，嚴重影響電(dian)磁流量計的正(zhèng)常工作．所以，直(zhí)流勵♊磁一般隻(zhī)用于測量非🔴電(dian)解質液體，如液(yè)态金🔞屬等．
圖3－18直(zhi)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(jiāo)流勵磁方式，即(ji)它的磁場是由(yóu)正弦交變電流(liu)🔞産生的，所以産(chǎn)生的磁場也是(shi)一個交變磁場(chang)．交變磁場變送(song)器的主要優✏️點(dian)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(suǒ)以輸出信号也(yě)⛹🏻‍♀️是交變信号，放(fang)大和轉換低電(diàn)平的交⛱️流信号(hào)要比直流信号(hao)容易得多．
如果(guo)交流磁場的磁(ci)感應強度爲
B＝Bm sint             （3－38）
則(zé)電極上産生的(de)感生電動勢爲(wei)
e＝Bm Dsint            （3－39）
被測體積流量(liang)爲
qv= D                  （3－40）
式中Bm――磁場磁(ci)感應強度的最(zui)大值；
――勵磁電流(liu)的角頻率，＝2f；
t――時間(jiān)；
f――電源頻率．
由式(shì)(3－40)可知，當測量管(guan)内徑D不變，磁感(gǎn)應強度Bm爲一定(ding)🔱值💚時，兩電極上(shang)輸出的感生電(dian)動勢e與流量qv成(chéng)正比．這就👌是交(jiāo)🚶流磁場電磁流(liú)量變送器的基(jī)本工作原理．
    值(zhí)得注意的是，用(yong)交流磁場會帶(dai)來一系列的電(diàn)磁幹擾問🈲題．例(lì)⭕如正交幹擾．同(tóng)相幹擾等，這些(xie)幹擾信号與有(you)用的流量信📞号(hao)混雜在一起．因(yīn)此，如何正确區(qū)分流量信号與(yǔ)幹擾信号，并如(rú)何有效地抑制(zhì)和排除各種💘幹(gàn)擾信号，就成爲(wei)交🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流勵磁電磁(cí)流量計🎯研制的(de)重要課題。
3．低頻(pin)方波勵磁
    直流(liu)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(bi)免它們的缺點(dian)，70年代以來，人們(men)開始采用低頻(pín)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(wèi)工頻的1／4－l／10．
圖3－19方波(bō)勵磁電流波形(xíng)

    從圖3－19可見，在(zài)半個周期内，磁(cí)場是恒穩的直(zhi)流磁場✉️，它具有(yǒu)直流⚽勵磁的特(te)點，受電磁幹擾(rao)影響很小．從整(zheng)個時間過程看(kàn)，方波信号又是(shi)一個交變的信(xìn)号👄，所以它能克(kè)服直流勵滋易(yi)産生的極化現(xiàn)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(zai)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(cí)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(chu)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(nèi)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．