电磁流量计转换器及传感器的探讨  九

2电磁流量计的工作原理及励磁系统

下面介绍的电磁流量计的工作原理及励磁系统。励磁系统包括磁路以及励磁方式。

2．1电磁流量计的工作原理

电磁流量计(Electromagnetic Flowmeter，EMF)的测量原理是基于法拉第电磁感应定律：导体回路中产生的感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比，只是其中切割磁力线的导体不是一般的金属导体，而是具有一定导电率的液体流柱，切割磁力线的长度是两电极之间的距离，近似等于液体的直径，即测量管内径D。如图2．1所示，液体在磁场中切割磁力线运动，导体两端就会产生感应电动势。

由上可知流量体积Q和E成正比，通过测量出E的值就能计算出液体的体积流量。以上结论是针对金属导体的计算公式。下面通过数学推导可以证明以上结论对于液体也是适用的。

电磁流量计应用中，假设：

(1)流体的磁导率∥均匀，且同在真空中是一样的；

(2)流体的电导率or是均匀的，各向同性的，符合欧姆定律。是流体流动速度矢量。电场强度矢量面是基于流体内外存在着电荷而存在的量，第二项一v×一B是因磁场中流体运动产生洛仑磁力而引起的电磁感应；

(3)当角频率为彩、流体的介电常数为￡时，若cog／tr《1，液体中的位移电流可以忽略。

以上是电磁流量计的基本微分方程。在适当的条件下，根据给定的，否的空间分布就可以求出流速矢量；与电位移的相应的关系。对于求解公式(2．11)这里采用A．Kolin的解法来充分了解电磁流量计的工作。

由于磁感应强度否的方向与石轴的方向一致。则在对于速度；的旋度的计算，只需要求出x轴方向上的旋度值即可。

由公式可以知道当在均匀磁场的情况下，感应电压的值与平均流速成正比。

2．2电磁流量计的磁路

电磁流量计的传感器主要是一个励磁系统。目的就是产生一个交变磁场，流体切割磁力线，液体两端出现感应电压，通过两电极来获得流量信号。根据被测介质的性质不同，工作磁场有恒定磁场和交变磁场。这里主要介绍的是交变励磁的磁路。

电磁流量计