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电磁流量计的基本原理(一)

电磁流量计的基本原理

(一)测量原理

根据法拉第电磁感应定律，当一导体在磁场中运动切割磁力线时，在导体的两端即产生感生电势e，其方向由右手定则确定，其大小与磁场的磁感应强度b，导体在磁场内的长度l及导体的运动速度u成正比，如果b， l，u三者互相垂直，则

e＝blu (3－35)

与此相仿．在磁感应强度为b的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为d的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速u流动时，导电流体就切割磁力线．如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极(图3—17)则可以证明，只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间也特产生感生电动势：

e＝bd (3－36)

式中，为管道截面上的平均流速．由此可得管道的体积流量为：

qv＝πduˉ＝ 3－37

由上式可见，体积流量qv与感应电动势e和测量管内径d成线-，与磁场的磁感应强度b成反比，与其它物理参数无关．这就是电磁流量计的测量原理．

需要说明的是，要使式3—37严格成立，必须使测量条件满足下列假定：

磁场是均匀分布的恒定磁场；

被测流体的流速轴对称分布；

被测液体是非磁性的；

被测液体的电导率均匀且各向同性。

电磁流量计管壁内生成不导电氧化层

在研究电磁流量计测量金属流体时，发现流量测量精度受到边界条件润湿性能的影响，致使铅铋合金流动状态不稳定，截面流速分布不均匀，不利于平均流速的检测。流量计在使用过程中，为-测量精度，需要定期校准图。同时enea还在lecor回路流量测量中发现，电磁流量计管壁内生成不导电氧化层，随着氧化层的逐步生长扩大，流量计测量精度逐步降低直到完全失效。而在冷端的流量计还能保持运行，则是因为冷端流量计的运行温度较低，氧化层的生长较为缓慢，并且管道直径相对较大，氧化层完成覆盖管道表面所需时间更长，因此保持运行。

传感器直径比测量管径尺寸小的电磁流量计

具体做法是，管材、管件及阀门等直径按系统合用后的参数选定后，选择传感器直径比测量管径尺寸小的电磁流量计，也就是说被测管道的管径与电磁流量计的表径是不一致的，管径大、表径小，安装连接时传感器前后加接异径管。这样做的结果是在安装电磁流量计的局部管道提高了流速，满足了流量计对流速范围的要求。

在进行变径处理工作时，必须注意异径管需满足锥度要求。电磁流量计的入口与出口的直线管段有长度要求，传感器前后加接的异径管，若要视为直管段的一部分，应符合产品关于传感器前后管段渐扩或渐缩的圆锥角小于15°的要求。