電磁流量計(jì) （Eletromagnetic Flowmeters，簡稱EMF）是20世紀50~60年代(dai)随着電子技術的(de)發展而迅速發🚶‍♀️展(zhǎn)起來✨的流💁量測量(liang)儀表。電磁流量計(ji)是根據法拉第電(dian)磁感應定律制成(chéng)的，用來測量導電(diàn)液體體積流量的(de)💋儀表。由于其優點(dian)，電磁♈流量計目前(qian)已廣泛地被應用(yòng)于工業過程中各(ge)種🚶導電液體🐉的流(liu)量測量，如各種酸(suan)、堿、鹽等腐蝕性介(jiè)質；電磁流量計各(gè)種🚶‍♀️漿液流量測量(liang)，形成了應用領域(yu)。
    在結構上，電磁流(liu)量計由電磁流量(liang)傳感器和轉換💃🏻器(qì)兩部‼️分組成。傳感(gan)器安裝在工業過(guò)程管道上，它的作(zuò)用是将流進管道(dao)内的液體體積流(liú)量值線性地變換(huan)成感生電勢信号(hao)，并通✉️過傳輸🔞線将(jiāng)此信号送到轉換(huàn)器。轉換器安裝在(zai)離傳感器不⛱️太遠(yuǎn)的地🥵方，它将傳感(gan)器送來的流量信(xìn)号進行放大，并轉(zhuǎn)換😍成流量信号成(chéng)正比的标準電信(xin)号輸出，以進行顯(xian)⁉️示，累積和調節控(kong)制。

電磁流量計的(de)基本原理
(一)測量(liang)原理
    根據法拉第(di)電磁感應定律，當(dāng)一導體在磁場中(zhōng)運動切割磁力線(xian)時，在導體的兩端(duān)即産生感生電勢(shì)e，其方向由右手♌定(ding)則✂️确定，其大小與(yǔ)磁場的磁感應🌐強(qiáng)度B，導體在磁場内(nèi)的長度L及導體的(de)運動速度u成正比(bi)，如果B， L，u三者互相♈垂(chuí)直，則
e＝Blu       (3－35)
與此相仿．在(zai)磁感應強度爲B的(de)均勻磁場中，垂直(zhi)于磁場方向放一(yī)個内徑爲D的不導(dǎo)磁管道，當導電液(ye)體在管道👅中以流(liu)速u流動時，導電流(liú)體就切割磁力線(xian)．如果㊙️在管道截面(miàn)上垂直于磁場的(de)直徑兩端安♻️裝一(yi)對電⚽極(圖3—17)則可以(yi)證明，隻✂️要管道内(nei)📱流速分布♋爲軸對(duì)稱分布，兩電極之(zhī)☔間也特産生感生(shēng)電動勢😄：
e＝BD        (3－36)
式中，爲管(guan)道截面上的平均(jun)流速．由此可得管(guǎn)道的體積📞流量爲(wèi)：
qv＝πDUˉ＝   （3－37）
由上式可見，體積(jī)流量qv與感應電動(dòng)勢e和測量管内徑(jìng)👅D成🥵線性關系，與磁(cí)場的磁感應強度(du)B成反比，與其它物(wu)理參數無關．這就(jiu)是電磁流量計的(de)測量原理．
需要說(shuo)明的是，要使式（3—37）嚴(yan)格成立，必須使測(ce)量條件⛹🏻‍♀️滿足下列(lie)假定：
①磁場是均勻(yún)分布的恒定磁場(chang)；
②被測流體的流速(sù)軸對稱分布；
③被測(ce)液體是非磁性的(de)；
④被測液體的電導(dao)率均勻且各向同(tóng)性。
圖3－17電磁流量計(ji)原理簡圖

1－磁極；2－電極；3－管道
(二(er))勵磁方式
    勵磁方(fāng)式即産生磁場的(de)方式．由前述可知(zhi)，爲使式(3—37)嚴格成立(li)，必須滿足的條件(jiàn)就是要有一個均(jun1)勻恒🐆定的磁場．爲(wèi)此，就需要選擇一(yi)種合适的勵磁方(fang)式。目前，一般有三(san)種勵碰方式，即直(zhi)流勵磁、交流勵磁(cí)🔞和低頻方🤞波勵磁(cí)．現分别予以介紹(shào)．
1．直流勵磁
    直流勵(lì)磁方式用直流電(diàn)産生磁場或采用(yòng)磁鐵，它能♌産生一(yi)個⭐恒定的均勻磁(cí)場．這種直流勵磁(cí)變送器的受交🥵流(liú)電磁場幹擾🧑🏽‍🤝‍🧑🏻影響(xiang)很小，因而可以忽(hū)略液體中的自感(gǎn)現象的影響．但✉️是(shi)，使用♌直流磁場易(yì)使通過測😍量管道(dào)的電解質液體被(bei)極化，即電解質在(zài)電場中被電解，産(chǎn)生正負離子．在電(dian)👄場力的作用下，負(fù)離子跑向正極，正(zhèng)離子跑向負極．如(rú)圖3—18所示．這📧樣，将導(dǎo)緻正負電極分别(bie)被相反極性的離(lí)子所包圍，嚴重影(yǐng)響電磁流量計的(de)正常工作．所以，直(zhi)流勵🔴磁一般隻用(yong)于測量非電解質(zhi)液體，如液态金屬(shǔ)等．
圖3－18直流勵磁方(fāng)式

2．交流(liu)勵磁
    目前，工業上(shàng)使用的電磁流量(liàng)計，大都采用工頻(pin)(50Hz)電源👣交流勵磁方(fang)式，即它的磁場是(shì)由正弦交變電流(liu)産生🐕的，所以産生(shēng)的磁場也是一個(ge)交變磁場．交變磁(ci)場變送器的主要(yào)優🔴點是消除了電(diàn)極表面的極化于(yu)擾．另外，由于磁場(chǎng)是交變的，所以輸(shu)出信号也是交變(bian)信号，放大和轉換(huàn)低電平的交流信(xìn)号要比㊙️直流信号(hào)容易得多．
如果交(jiao)流磁場的磁感應(ying)強度爲
B＝Bm sint             （3－38）
則電極上(shàng)産生的感生電動(dong)勢爲
e＝Bm Dsint            （3－39）
被測體積流(liú)量爲
qv= D                  （3－40）
式中Bm――磁場磁(cí)感應強度的最大(dà)值；
――勵磁電流的角(jiǎo)頻率，＝2f；
t――時間；
f――電源頻(pin)率．
由式(3－40)可知，當測(cè)量管内徑D不變，磁(ci)感應強度Bm爲一定(ding)💁值時，兩電極上輸(shū)出的感生電動勢(shì)e與流量qv成正比🛀🏻．這(zhe)就是交流磁場電(dian)磁流量變送器的(de)基本工作原理．
    值(zhí)得注意的是，用交(jiāo)流磁場會帶來一(yi)系列的電磁幹擾(rǎo)問題．例如正交幹(gan)擾．同相幹擾等，這(zhè)些幹擾信☀️号與有(yǒu)用的流量信号混(hùn)雜在一起．因此，如(ru)何正确🤩區分流量(liang)信号與幹擾信号(hao)，并如何有效地抑(yi)制和排除各種幹(gan)擾信号🥵，就成爲交(jiao)流勵磁電磁流量(liàng)計研制的重要課(ke)題。
3．低頻方波勵磁(cí)
    直流勵磁方式和(hé)交流勵滋方式各(gè)有優缺點，爲了充(chong)分發揮它們的優(yōu)點，盡量避免它們(men)的缺點，70年代以來(lái)✔️，人們開始采用低(dī)頻方波勵磁方式(shì)．它的勵磁電流波(bo)形如圖3—19所示，其頻(pín)率通常爲工頻的(de)1／4－l／10．
圖3－19方波勵磁電流(liú)波形

    從圖3－19可見，在半(ban)個周期内，磁場是(shi)恒穩的直流磁場(chǎng)，它具有直流勵磁(ci)的特點，受電磁幹(gàn)擾影響很小．從整(zheng)個時間過程看，方(fang)波信号又是一個(gè)交變的信号🍓，所以(yǐ)它能克服♊直流勵(lì)滋易産生的極🌈化(hua)現象．因此，低頻方(fāng)波勵磁是一種比(bi)較好的勵磁方式(shì)，目前已🌐在電磁流(liu)量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計上廣泛的應(yīng)用．概括一下，電磁(cí)流量計具有如下(xia)⭕幾個優點：
①電磁流(liú)量計能避免交流(liu)磁場的正交電磁(cí)幹擾；
②電磁流量計(ji)消除由分布電容(rong)引起的工頻幹擾(rǎo)；
③電磁流量計抑制(zhi)交流磁場在管壁(bì)和流體内部引起(qi)的電渦流；
④電磁流(liú)量計排除直流勵(lì)磁的極化現象．