各中智能电磁流量计原理

基本原理：
法拉第电磁感应定律：
当导体回路在磁场中作切割磁力线防线的运动时，导体回路两端就会产生感应电动势。此感应电动势e与通过回路面积的磁感应通量Φ_B的变化率成正比：

式中，比例系数K由实验确定。在国标单位制中，e的单位为v，Φ_B的单位为W吧，t的单位为s，根据实验结果K等于1.如果考虑e的方向，则上式可写为：

这就是法拉第电磁感应定律。
如果只考虑e的大小，就可以略去上式中dΦ_B/dt前面的负号，可写为

式中，B为磁感应强度（Gs）; L为在磁场中作垂直切割磁力线方向运动的导体的长度（cm）； V为导体在磁场中作磁场中作垂直于磁场方向运动的速度（cm/s）。
感应电动势的方向就是 矢量积的方向，可以用右手定则来确定。

根据国际单位制换算的结果，感应电动势的大小可用下式来表示：

由上式可知，当磁感应强度B恒定不变，同时导体长度L一定时，感应电动势的大小只与导体运动的速度成正比。

分体式电磁流量变送器的工作原理
原理：
电磁流量变送器就是利用法拉第电磁感应定律制成的，只是其中切割磁力线的导体不是一般的金属导体，而是具有一定电导率的液体流柱，切割磁力线的长度是两电极之间的距离，近似等于液柱的直径，即测量管内径D，如下图所示：

由法拉第电磁感应定律可知，电极两端感应电动势的大小可近似等于：

由上式可知，当磁感应强度B为一定值，并且两电极间的距离固定不变时，电极两端产生的感应电动势只与被测流体的平均流速成正比。
在测量管内，穿过测量管横断面的液体的瞬时体积流量为：

由此可推导出：


由上式可以看出，感应电动势e与瞬时体积流量Q是线性关系，它只与磁感应强度B和测量管内径D有关，而与其他物理参数的变化无关，这就是电磁流量计的**优点。
在这里需要需要说明，上述这些粗略计算的方程式要符合下面一些假定条件才能成立。
首先假定磁场是恒定不变，而且是均匀分布的。这就可以忽略导电性液体在磁场中运动时产生的另外两种效应的影响，即在液体中的感生电流与电磁力相互作用时对液体运动的影响。这两种效应仅在测量液态金属时才不能忽视。
其次，假定被测液体的流速分布式轴对称的，而且在液体中感生电流要与电场对称，并平行于液体的轴向运动。另外，假设液体的电导率是均匀的和各向同性的，并且不受电场或液体运动的影响，因而排除了“霍尔效应”的影响。并且还假定了被测液体电导率的变化和由于液体温度的非均匀性所引起的热电效应及离子迁移等的影响都可忽略不计，这是因为在通常情况下，这些效应的影响都是很小的。
此外，还假定了被测液体是非磁性的，并且它的磁导率µ与真空中的磁导率是一样的。这就可以不去考虑 液体的磁性与工作磁场相互作用的影响。这种影响仅在测量铁磁性矿浆流量时才会出现。
因此，在上述一些条件下测定流量时，可以认为感应电动势e与瞬时体积流量Q成正比，且完全是线性关系。
这就是电磁流量变送器的基本工作原理。

激磁方式
1.直流激磁
上述公式中是在磁场恒定的情况下推导出来的，即磁场是用直流激磁或永磁铁所产生的恒定磁场，这种直流磁场变送器的最大优点是受交流电磁场干扰的影响很小，因而液体中自感影响可以忽略不计。但是，使用直流磁场易使通过测量管内的电解质液体被极化，导致正电极被负离子包围，负电极被正离子包围。如图所示。随着时间的延长，电极表面上聚集的离子层加厚，将阻碍导电离子的继续移动，导致电极间的内阻增大，因而严重影响仪表的正常工作。
但是，当测量电导率很高而又不能电解的液态金属时，例如常温的汞，高温的钠、铋等。用直流磁场的变送器是有利的。因为使用交流磁场变送器会在液态金属中产生强烈的磁感应涡电流，并引起“集肤效应”。这不仅会使变送器的内阻增大，而且这些感应涡电流又会产生较强的二次磁通。使工作磁场被扭曲而产生畸变，影响仪表的正常工作。但是，这种效应时随磁场变化频率的降低而减少的。在直流磁场下，这些现象就不会产生的。

2.交流激磁
目前，工业上使用的电磁流量变送器，大多采用工频（50赫兹或60赫兹）电磁交流激磁，其工作原理如下图：

交流磁场变送器的主要优点是能消除电极表面的极化作用，降低变送器的内阻。另外，采用交流激磁，输出信号也是交流的，放大和转换低电平高阻抗的交流信号要比直流信号容易。
如果交流磁场磁感应强度为：

则两极（A和B）上产生的感应电动势为：

同样被测液体的体积流量为：

由上式可知，当测量管内径D固定不变，磁感应强度B为一定值时，两电极输出的感应电动势e与流量Q成正比。这就是交流磁场电磁流量变送器的基本工作原理。
但是，用交流磁场又会带来一系列的电磁干扰信号问题。例如90°干扰、同相干扰等。而且这些干扰信号又都与有用的流量信号混杂在一起。如何正确区分流量信号和干扰信号，并怎样有效地抑制和排除各种干扰信号，就成为交流激磁电磁流量计制造过程中的重要课题。
此外，采用市电作为激磁电源，易受电网电压和频率波动的影响，所以要有必要的补偿措施。