电磁流量计的原理和构成.docx
电磁流量计高中物理原理
电磁流量计高中物理原理
1. 电磁流量计的基本原理
电磁流量计是一种利用安培定律和洛伦兹力原理来测量流体流速的设备。
其基
本原理是通过在流体中通入交变电流，造成流体中的载流体电子在磁场中运动而感受到一个洛伦兹力。
根据洛伦兹力的大小和方向的变化，可以推导出流体的流速。
2. 电磁流量计的工作过程
当流体通过电磁流量计时，两对电磁线圈分别产生磁场，一个作为传感线圈
（发射线圈），一个作为检测线圈（接收线圈）。
在流体通道中，设置一个导电盘（电极）用于流体本身导电。
当导电流体穿过磁场时，发射线圈中通入交变电流，导致流体中的电子在磁场中感受到洛伦兹力，导致流体流经电极时会有电势差产生。
接收线圈检测到这个电势差，就可以通过测量电势差的大小和方向来计算流体的流速。
3. 电磁流量计的优缺点分析
电磁流量计具有测量范围广、稳定性好、精度高等优点。
同时，它也有一些缺点，如受参数调节影响较大、对流体介质有一定要求、价格较高等。
4. 电磁流量计在工业中的应用
电磁流量计在工业中有着广泛的应用，特别是在液体和气体的流量测量中。
常
见的应用场景包括供水系统、石油化工、食品饮料、制药等领域。
由于其准确性和稳定性，电磁流量计成为工业流量测量中的重要工具。
5. 总结
电磁流量计作为一种流量测量设备，在工业和科学领域中发挥着重要作用。
了
解其原理和工作过程有助于更好地应用和维护这一技术，提高测量的准确性和稳定性。
电磁流量计的结构和原理
电磁流量计的结构和原理电磁流量计是一种广泛应用于工业自动化领域的流量测量仪器，它通过测量导电液体（如水、溶液等）中的电导率和流速来确定流体流量。
电磁流量计具有测量准确、稳定性好、不受温度、压力和密度变化影响等优点，因而被广泛应用于水处理、化工、石油等行业。
结构电磁流量计主要由以下几个部分组成：1.感应电极：感应电极通常为两根垂直安装在管道内壁的电极，用于感应流体中的电磁力线。
这两个电极之间的电压信号将被测量和计算。
2.磁场发生器：磁场发生器用于在测量管道内部产生一个稳定的磁场，通常通过夹绕在测量管道外部的线圈产生。
3.信号处理器：信号处理器是电磁流量计中的核心部件，负责接收来自感应电极的信号，并将其转换成流量值。
信号处理器通常包括放大器、微处理器和数字/模拟转换器等部件。
4.显示器：显示器用于显示流量计测量到的流量数值和状态信息，通常为数字显示或液晶显示。
原理电磁流量计的工作原理基于法拉第电磁感应定律，即当导电液体通过磁场时，液体中的电子就会受到磁场的力作用，从而在液体中产生感应电动势。
根据洛伦兹力的方向，测量导电液体流经磁场感应电极时产生的感应电动势大小可以确定流速，进而计算出流量。
电磁流量计的工作过程如下：1.流体通过测量管道，同时磁场发生器产生一个垂直于流体流动方向的磁场。
2.流体中的电子受到磁场力的作用，产生感应电动势，感应电极接收并测量这一信号。
3.信号处理器接收并处理感应电极传来的信号，通过转换计算得到流速和流量数值。
4.显示器显示流体的流量数值和状态信息。
电磁流量计通过不断地测量磁场和感应电动势，实现了对流体流速和流量的高精度测量，广泛应用于工业领域，提高了生产过程的自动化和精确度。
综上所述，电磁流量计的结构和原理相对简单，但通过电磁感应原理的运用，实现了对液体流量的精确测量，为工业生产提供了重要的技术支持。
电磁流量计的结构组成
电磁流量计的结构组成电磁流量计的结构组成分别是磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器。
1、磁路系统：其作用是产生均匀的直流或交流磁场。
直流磁路用永久磁铁来实现，其优点是结构比较简单，受交流磁场的干扰小，但它易使通过测量导管内的电解质液体极化，使正电极被负离子包围，负电极被正离子包围，即电极的极化现象，并导致两电极之间内阻增大，因而严重影响仪表正常工作。
当管道直径大时，永久磁铁相应也很大，笨重且不经济，所以电磁流量计一般采用交变磁场，且是50HZ 工频电源激励产生的。
2、测量导管：其作用是让被测导电性液体通过。
为了使磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路，测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成，可选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、铝等。
3、电极：其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。
电极一般用非导磁的不锈钢制成，且被要求与衬里齐平，以便流体通过时不受阻碍。
它的安装位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆积在其上面而影响测量精度。
4、外壳：应用铁磁材料制成，是分配制度励磁线圈的外罩，并隔离外磁场的干扰。
5、衬里：在测量导管的内侧及法兰密封面上，有一层完整的电绝缘衬里。
它直接接触被测液体，其作用是增加测量导管的耐腐蚀性，防止感应电势被金属测量导管管壁短路。
衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
6、转换器：由液体流动产生的感应电势信号微弱，干扰因素的影响大，转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成标准信号并抑制干扰信号。
其任务是把电极检测到的感应电势信号Ex经放大转换成直流信号。
电磁流量计的工作原理及组成
电磁流量计的工作原理及组成1、工作原理电磁流量计的测量原理如图1 所示。
根据法拉第电磁感应定律，导电液体在磁场中流动会产生电动势E，它与磁感应强度B、导电液体平均流速v 成一定比例关系:E =KBDv式中: E———导电流体在磁场中产生的电动势，V;K———比例系数，在管道内径D 和磁感应强度B 不变的情况下，K 为常数，1;B———磁感应强度，T;D———测量管内径，m;v———导电液体平均流速，m/s。
电磁流量计利用上述函数关系推导出v = E /( KBD) ，实际测得的是液体流速v，再通过被测介质的体积流量QV = πD2 v /4，计算导电流体介质的流量。
2、计量系统组成电磁流量计主要由两部分组成: 流量传感器和信号变送器，如图2 所示。
传感器上的励磁线圈接受变送器传输来的励磁电流产生磁场，输出感应电动势信号; 信号变送器则将感应电动势信号转换为流量信号或模拟量信号送至控制系统。
电磁流量计按组成方式分为一体式和分体式。
电磁流量计稳定工作另外一个重要条件是接地。
当流体流动穿过磁场时，以导电流体本身作为参考电位，在测量管一侧电极产生正电势，另一侧产生负电势，形成电势差。
但此电动势信号一般只有几毫伏，易受外界干扰。
为防止干扰，将参考电位接入大地作为零电位，保证传感器输出精确稳定的信号。
传感器和转换器的接地端必须与被测介质同电位，才能构成对称的输入输出回路。
3、系统特性电磁流量计的主要特点如下: ①不同于差压式、容积式流量计，电磁流量计测量管内无阻流部件，压损很小，适用于大口径管道; ②不受测量介质的温度、压力、密度、黏度参数变化影响，不需要进行修正和补偿，仅仅要求测量介质的电导率σ＞5 μS /cm;③量程比宽，输出信号和流量成线性关系; ④测量精度高，可达到±( 0．1%～0．5%) ; ⑤安装要求低，前后直管段要求低，一般满足前直管段管径D前≥5D，后直管段管径D后≥2D 即可; ⑥性价比较高，使用范围广，合理选用衬里材料和电极材质可以测量各种腐蚀性介质的流量。
电磁流量计讲稿(DOC)
电磁流量计1.工作原理1．1 传感器电磁流量计是一种应用法拉第电磁感应定律的流量计,用于测量封闭管道中导电液体和浆液的体积流量。
电磁流量计由电磁流量传感器和电磁流量转换器两大部分组成。
图1为传感器工作原理图示：图1 电磁流量计工作原理示意图中： B：磁通密度，和励磁线圈中通过的双向脉冲恒定励磁电流成正比，是一常数。
D ：导管内径，常数。
U E：信号电压v ：导电介质的平均流速如图1所示，根据电磁感应定律，导电性液体介质在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，在与流动方向垂直的方向上产生与流速成比例的感应电势，即在信号电极上产生信号电压U E。
U=BLV U可测，B一定，L一定.U E∝ B * D * v D，B均为常数，故可计算出流速，进而计算出流量Q v ：s=πR2Q v = (π/4) * D2 * v1．2 转换器工作原理通用的仪器仪表不能检测电极上感应的信号,只能由配套转换器完成。
从传感器电极输出的流量信号有以下特点：①是以介质为参考点(0V)的差动信号。
故必须把介质电位作为信号地(0V)传输到转换器。
传感器法兰和管道法兰必须“电气“连通，流量计在塑料管道等非金属管道使用时,必须加接地环或接地发兰，或传感器加接地电极。
②信号微弱。
U E∝ B * D * v D为常数；B∝In In为励磁线圈的安匝数；在一定流速下,欲增大流量信号,仅能增大磁通密度B.而B又正比于励磁电流I和励磁线圈n. 但增大励磁电流I不符合节能的原则,增加励磁线圈匝数n会使传感器变得笨重,线圈电阻的增加又影响励磁电流的恒流性能。
现在厂家通常用几百mA～几十mA的励磁电流产生0.X～0.0X mV(V=1m/s时)信号。
而电子技术和电子元件的发展使接收如此微弱的信号成为可能。
③信号内阻大。
传感器作为流量信号的电压源，其内阻R0为：1R0,传感器的信号内阻,Ω;R0=σdσ,介质电导率,S/cm ;d,电极直径,cm ,通常d=1cm.自来水:σ≈200μs/cm =2×10-4 s/cm, R0=5KΩ高档电磁流量计允许的电导率下限:σ≈5μs/cm =5×10-6 s/cm，R0=200KΩ传感器作为流量信号的电压源有如此之高的内阻,对信号的传输和接收都提出了较高的要求.④干扰多,幅度大。
电磁流量计原理一
电磁流量计原理(一)2021-0８-29 13:３2阅读９5３评论１字号：小电磁流量计原理（一）1．概述电磁流量计（以下简称ＥＭF）是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。
５０年代初EMF实现了化应用，近年来世界范围EＭＦ产量约占流量仪表台数的5％～6．5%。
７０年代以来出现键控低频矩形波激磁方式,逐渐替代早期应用的工频交流激磁方式,仪表性能有了很大提高，得到更为应用。
２。
原理与机构EMＦ的基本原理是法拉第电磁感应定律,即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势.如图１所示,导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动,与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势,电动势的方向按“弗来明右手规则”，其值如下式中 E——－——感应电动势,即流量信号,V;k———－-系数;B—－——-磁感应强度，Ｔ;D-—--测量管内径,m;--—平均流速，ｍ/s。
设液体的体积流量为，则式中Ｋ为仪表常数,K= 4 KＢ/πD.XXXX EＭF由流量传感器和转换器两大部组成.传感器典型结构示意如图２，测量管上下装有激磁线圈,通激磁电流后产生磁场穿过测量管,一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电势,送到转换器。
激磁电流则由转换器提供.3、优点EＭF的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管，因不易阻塞适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体，如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等.EMF不产生因检测流量所的压力损失,仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力，节能效果显著，对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。
ＥＭＦ所测得的体积流量，实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率(只要在某阈值以上)变化明显的影响.与其他大部分流量仪表相比，前置直管段要求较低。
ＥMＦ测量范围度大，通常为2０:1～50:1,可选流量范围宽。
满度值液体流速可在0．5～10m/s内选定.有些型号仪表可在现场根据需要扩缩小流量（例如设有4位数电位器设定仪表常数）不必取下作离线实流标定。
电磁流量计
电磁流量计
（1）电磁流量计工作原理电磁流量计根据法拉第电磁感应原理，在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极，当导电液体沿测量管轴线运动时，导电液体切割磁力线产生感应电势，此感应电势由两个检测电极检出，数值大小与流量成正比例，其值为：E=KBVD式中： E－感应电势；K－与磁场分布及轴向长度有关的系数；B－磁感应强度；V－导电液体平均流速；D－电极间距；（测量管内直径）电磁流量计将感应电势E作为流量信号，传送到转换器，经放大，变换滤波用一系列的数字处理后，用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。
转换器有4～20mA输出，报警输出及频率输出，并设有RS－485等通讯接口，并支持HART和MODBUS协议。
（2）电磁流量计接线●若采用分体安装,连接的信号电缆采用定制的专用电缆线，电缆线越短越好●励磁电缆可选用YZ中型橡套电缆，其长度和信号电缆- -样●信号电缆必须与其它的电源电缆严格分开,不能敷设在同一根管子内，不能平等敷设，不能绞合在一起，应分别单独穿在钢管内●信号电缆和励磁电缆尽可能短，不能将多余的电缆卷在一起，应将多余的电缆剪掉，并重新焊好接头，电缆进入传感器电气接口时，在端口处做成U型，这样可以防止雨水渗透到传感器中。
（3）智能电磁流量计口径与流量范围参考。
电磁流量计的原理和分类
电磁流量计的原理和分类电磁流量计是一种常用的流量测量仪器，它可以通过测量液体中的电压和磁场来计算液体的流速和流量。
本文将介绍电磁流量计的原理和分类。
一、电磁流量计的原理电磁流量计的测量原理基于法拉第电磁感应定律。
当导体（液体）在磁场中以一定的速度运动时，会在导体两端产生感应电动势，其大小与导电体速度和穿过磁场的截面积成正比。
根据这个原理，电磁流量计通过测量流体中感应电动势的大小来计算流速和流量。
电磁流量计由测量管和传感器组成。
测量管一般由非磁性材料制成，具有较高的导电率，用于导电体（液体）的流动。
传感器安装在测量管的外部，它包含一个电磁铺面和电极，用于产生和检测磁场以及测量感应电动势。
当液体通过测量管时，电磁铺面会产生一个均匀的磁场，感应电动势则会产生在电极上。
通过测量感应电动势的大小，可以计算流速和流量。
二、电磁流量计的分类根据电磁流量计的结构和测量原理的不同，可以将其分为两种主要类型：涡街式电磁流量计和磁致伸缩式电磁流量计。
1. 涡街式电磁流量计涡街式电磁流量计是一种较为常见的电磁流量计，它基于卡门涡街效应进行测量。
当导电体通过涡街式电磁流量计时，导体与测量管之间会形成一个涡街，涡街的频率与导体流速成正比。
通过测量涡街的频率，可以得出导体的流速和流量。
涡街式电磁流量计具有结构简单、精度较高、可靠性高等优点，在工业领域中得到广泛应用。
2. 磁致伸缩式电磁流量计磁致伸缩式电磁流量计是一种基于磁致伸缩效应进行测量的流量计。
它由一对磁铁和一对线圈组成，磁铁固定在测量管壁上，而线圈则固定在测量管的外部。
当导体通过测量管时，导体中的电流和磁场会相互作用，导致测量管的尺寸发生微小变化。
通过测量管尺寸的变化，可以计算出导体的流速和流量。
磁致伸缩式电磁流量计具有响应速度快、适用于大口径管道等优点，被广泛应用于供水、供气等领域。
三、总结电磁流量计是一种常用的流量测量仪器，通过测量液体中的电压和磁场来计算流速和流量。
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电磁流量计的原理和构成
一、电磁流量计的使用方法
（选自 GB/T 18660－2002）
1范围
本标准描述了用于测量充满封闭管道中导电液体流量的工业电磁流量计的原理和主要设计特点，并涉及它们的安装、运行、特性以及校准。
本标准不规定流量计在危险环境中应用的安全防护要求。
它不适用于导磁性浆液及液态金属的测量，也不适用于有卫生要求的场合。
本标准包括交流励磁型和脉冲直流励磁型两种流量计。
2应用标准（略）
3定义（略）
4符号和单位
本标准使用下列符号
符号参数单位
B磁通密度T
D测量管内径m
K校准系数m
Le测量电极之间距离m
U液体平均轴向流速m/s
V流量信号（电动势）V
k常数（无量纲）
qv液体的体积流量m3/s
5基本理论
5．1 概述
当液体在磁中运，根据法拉第定律生感（ 1）。
如果磁垂直于流液体的管道，而液体的率又不太低，装在管壁上的两个极之可量到一个，同磁通量密度、液体的平均流速以及两个极之的距离成正比。
，就可以得液体的流速，而得液体的流量。
1磁流量原理
B－磁通密度； D－量管内径； V－流量信号（）；U－液体平均向流速5.2基本方程
根据法拉第磁感定律，感度可用下面的式表达：
V=kBLeU⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（1）
在形管道中，体流量是：
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（2）
把方程（ 1）、（ 2）合并得：
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（3）
或者
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（4）
方程式（ 4）可以解用各种方法生一个校准系数，如本准第 9 章和GB/T18659
中所述，系数上通常是靠湿式校准来得到。
6构和工作原理
6.1 概述
如 1 和 2 所示，量管置于磁中，使液体的流方向同磁相垂直。
根据法拉第定律，液体在磁中流，在与其流向和磁相垂直的方向上生一感。
由安装在里上的两
个极，或者通量管上在与磁垂直的径向平面上的一容耦合型极，生一个正比于流速的位差，此信号可
通过一个二次装置加以处理。
基于这一原理的流量计可以测量从任何方向流经测量管的流量。
图 2 工业电磁流量计的构成
电磁流量计是由检测流过液体流速的一次装置，和把一次装置产生的低电平信号转换成工业仪表可以接受的标准化信号的二次装置所组成。
系统产生一个同体积流量（或者平均流速）成正比的输出信号。
它仅仅限于用来测量导电的且非磁性的液体。
一次装置和二次装置可以组合成一个整体。
6.2 一次装置
电磁流量计的一次装置包括导出参比信号的电子线路。