電磁流量計（Eletromagnetic Flowmeters，簡稱EMF）：
是20世紀50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的，用來測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。由于其*的優(yōu)點，目前已廣泛地被應(yīng)用于工業(yè)過程中各種導(dǎo)電液體的流量測量，如各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)；各種漿液流量測量，形成了*的應(yīng)用領(lǐng)域。
在結(jié)構(gòu)上，電磁流量計由電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。傳感器安裝在工業(yè)過程管道上，它的作用是將流進管道內(nèi)的液體體積流量值線性地變換成感生電勢信號，并通過傳輸線將此信號送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝在離傳感器不太遠的地方，它將傳感器送來的流量信號進行放大，并轉(zhuǎn)換成流量信號成正比的標(biāo)準電信號輸出，以進行顯示，累積和調(diào)節(jié)控制。
電磁流量計的基本原理
（一）測量原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)一導(dǎo)體在磁場中運動切割磁力線時，在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場的磁感應(yīng)強度B，導(dǎo)體在磁場內(nèi)的長度L及導(dǎo)體的運動速度u成正比，如果B， L，u三者互相垂直，則
e＝Blu （3－35）
與此相仿．在磁感應(yīng)強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速u流動時，導(dǎo)電流體就切割磁力線．如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極（圖3—17）則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布，兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動勢：
e＝BD （3－36）
式中， 為管道截面上的平均流速．由此可得管道的體積流量為：
qv＝πDUˉ ＝ （3－37）
由上式可見，體積流量qv與感應(yīng)電動勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系，與磁場的磁感應(yīng)強度B成反比，與其它物理參數(shù)無關(guān)．這就是電磁流量計的測量原理．
需要說明的是，要使式（3—37）嚴格成立，必須使測量條件滿足下列假定：
①磁場是均勻分布的恒定磁場；
②被測流體的流速軸對稱分布；
③被測液體是非磁性的；
④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。
圖3－17 電磁流量計原理簡圖
1－磁極；2－電極；3－管道
（二）勵磁方式
勵磁方式即產(chǎn)生磁場的方式．由前述可知，為使式（3—37）嚴格成立，*個必須滿足的條件就是要有一個均勻恒定的磁場．為此，就需要選擇一種合適的勵磁方式。目前，一般有三種勵碰方式，即直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁．現(xiàn)分別予以介紹．
1．直流勵磁
直流勵磁方式用直流電產(chǎn)生磁場或采用*磁鐵，它能產(chǎn)生一個恒定的均勻磁場．這種直流勵磁變送器的zui大優(yōu)點是受交流電磁場干擾影響很小，因而可以忽略液體中的自感現(xiàn)象的影響．但是，使用直流磁場易使通過測量管道的電解質(zhì)液體被極化，即電解質(zhì)在電場中被電解，產(chǎn)生正負離子．在電場力的作用下，負離子跑向正極，正離子跑向負極．如圖3—18所示．這樣，將導(dǎo)致正負電極分別被相反極性的離子所包圍，嚴重影響儀表的正常工作．所以，直流勵磁一般只用于測量非電解質(zhì)液體，如液態(tài)金屬等．
圖3－18 直流勵磁方式
2．交流勵磁
目前，工業(yè)上使用的電磁流量計，大都采用工頻（50Hz）電源交流勵磁方式，即它的磁場是由正弦交變電流產(chǎn)生的，所以產(chǎn)生的磁場也是一個交變磁場．交變磁場變送器的主要優(yōu)點是消除了電極表面的極化于擾．另外，由于磁場是交變的，所以輸出信號也是交變信號，放大和轉(zhuǎn)換低電平的交流信號要比直流信號容易得多．
如果交流磁場的磁感應(yīng)強度為
B＝Bm sin t （3－38）
則電極上產(chǎn)生的感生電動勢為
e＝Bm D sin t （3－39）
被測體積流量為
qv= D （3－40）
式中 Bm――磁場磁感應(yīng)強度的zui大值；
――勵磁電流的角頻率， ＝2 f；
t――時間；
f――電源頻率．
由式（3－40）可知，當(dāng)測量管內(nèi)徑D不變，磁感應(yīng)強度Bm為一定值時，兩電極上輸出的感生電動勢e與流量qv成正比．這就是交流磁場電磁流量變送器的基本工作原理．
值得注意的是，用交流磁場會帶來一系列的電磁干擾問題．例如正交干擾．同相干擾等，這些干擾信號與有用的流量信號混雜在一起．因此，如何正確區(qū)分流量信號與干擾信號，并如何有效地抑制和排除各種干擾信號，就成為交流勵磁電磁流量計研制的重要課題。
3．低頻方波勵磁
直流勵磁方式和交流勵滋方式各有優(yōu)缺點，為了充分發(fā)揮它們的優(yōu)點，盡量避免它們的缺點，70年代以來，人們開始采用低頻方波勵磁方式．它的勵磁電流波形如圖3—19所示，其頻率通常為工頻的1／4－l／10．
圖3－19 方波勵磁電流波形
從圖3－19可見，在半個周期內(nèi)，磁場是恒穩(wěn)的直流磁場，它具有直流勵磁的特點，受電磁干擾影響很?。畯恼麄€時間過程看，方波信號又是一個交變的信號，所以它能克服直流勵滋易產(chǎn)生的極化現(xiàn)象．因此，低頻方波勵磁是一種比較好的勵磁方式，目前已在電磁流量計上廣泛的應(yīng)用．概括一下，它具有如下幾個優(yōu)點：
①能避免交流磁場的正交電磁干擾；
②消除由分布電容引起的工頻干擾；
③抑制交流磁場在管壁和流體內(nèi)部引起的電渦流；
④排除直流勵磁的極化現(xiàn)象．
流量計選型是指按照生產(chǎn)要求，從儀表產(chǎn)品供應(yīng)的實際情況出發(fā)，綜合地考慮測量的安全、準確和經(jīng)濟性，并根據(jù)被測流體的性質(zhì)及流動情況確定流量取樣裝置的方式和測量儀表的型式和規(guī)格。
流量測量的安全可靠，首先是測量方式可靠，即取樣裝置在運行中不會發(fā)生機械強度或電氣回路故障而引起事故；二是測量儀表無論在正常生產(chǎn)或故障情況下都不致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。例如，對發(fā)電廠高溫高壓主蒸汽流量的測量，其安裝于管道中的一次測量元件必須牢固，以確保在高速汽流沖刷下不發(fā)生機構(gòu)損壞。因此，一般都優(yōu)先選用標(biāo)準節(jié)流裝置，而不選用懸臂梁式雙重喇叭管或插入式流量計等非標(biāo)準測速裝置，以及結(jié)構(gòu)強度低的靶式、渦輪流量計等。燃油電廠和有可燃性氣體的場合，應(yīng)選用防爆型儀表。
在保證儀表安全運行的基礎(chǔ)上，力求提高儀表的準確性和節(jié)能性。為此，不僅要選用滿足準確度要求的顯示儀表，而且要根據(jù)被測介質(zhì)的特點選擇合理的測量方式。發(fā)電廠主蒸汽流量測量，由于其對電廠安全和經(jīng)濟性至關(guān)重要，一般都采用成熟的標(biāo)準節(jié)流裝量配差壓流量計，化學(xué)水處理的污水和燃油分別屬臟污流和低雷諾數(shù)粘性流，都不適用標(biāo)準節(jié)流件。對臟污流一般選用圓缺孔板等非標(biāo)準節(jié)流件配差壓計或超聲多普勒式流量計，而粘性流可分別采用容積式、靶式或楔形流量計等。水輪機人口水量、凝汽器循環(huán)水量及回?zé)釞C組的回?zé)嵴羝榷际谴蠊軓剑?nbsp; 400mm以上）的流量測量參數(shù)，由于加工創(chuàng)造困難和壓損大，一般都不選用標(biāo)準節(jié)流裝置。根據(jù)被測介質(zhì)特件及測量準確度要求，分別采用插入式流量計、測速元件配差壓計、超聲波流量計，或采用標(biāo)記法、模擬法等無能損方式測流量．
為保證流量計使用壽命及準確性，選型時還要注意儀表的防振要求。在濕熱地區(qū)要選擇濕熱式儀表。
正確地選擇儀表的規(guī)格，也是保證儀表使用壽命和準確度的重要一環(huán)。應(yīng)特別注意靜壓及耐溫的選擇。儀表的靜壓即耐壓程度，它應(yīng)稍大于被測介質(zhì)的工作壓力，一般取1．25倍，以保證不發(fā)生泄漏或意外。量程范圍的選擇，主要是儀表刻度上限的選擇。選小了，易過載，損壞儀表；選大了，有礙于測量的準確性。一般選為實際運行中zui大流量值的1．2一1．3倍。
安裝在生產(chǎn)管道上*運行的接觸式儀表，還應(yīng)考慮流量測量元件所造成的能量損失。一般情況下，在同一生產(chǎn)管道中不應(yīng)選用多個壓損較大的測量元件，如節(jié)流元件等。
總之，沒有一種測量方式或流量計對各種流體及流動情況都能適應(yīng)的．不同的測量方式和結(jié)構(gòu)，要求不同的測量操作、使用方法和使用條件．每種型式都有它*的優(yōu)缺點。因此，應(yīng)在對各種測量方式和儀表特性作全面比較的基礎(chǔ)上選擇適于生產(chǎn)要求的，既安生可靠又經(jīng)濟耐用的*型式．
