磁力如何產(chǎn)生可感應(yīng)電壓？

所有磁流量計(jì)都利用法拉第感應(yīng)定律的指導(dǎo)原理，該定律顯示了“表達(dá)變化的磁場(chǎng)在電路中感應(yīng)出電壓的定量關(guān)系”。

該感應(yīng)定律可用于測(cè)量導(dǎo)體液體（如水）的速度，而無(wú)需移動(dòng)部件。與其他類(lèi)型的儀表相比，這大大提高了流量計(jì)傳感器的穩(wěn)健性。

磁流量計(jì)主要有兩種類(lèi)型：全通徑和浸入式。每個(gè)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。但它們實(shí)際上是如何工作的呢？

夾式電磁流量計(jì)如何工作？

在磁流量計(jì)中，電磁體放置在管道外部或內(nèi)部。首先，我們將重點(diǎn)關(guān)注管道周?chē)哪欠N，通常稱(chēng)為夾式、非侵入式或全通徑磁流量計(jì)。與插入式流量計(jì)不同，它們測(cè)量管道的整個(gè)橫截面，從而提供更高的精度。

磁性?shī)A式全通徑電磁流量計(jì)

圖 1.全通徑電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)用于測(cè)量管道的整個(gè)橫截面積。圖片由麥克羅米特提供

全通徑電磁流量計(jì)使用外部電磁線(xiàn)圈在管道周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，無(wú)需直接接觸流體即可進(jìn)行流量測(cè)量。這種設(shè)計(jì)對(duì)于傳統(tǒng)在線(xiàn)電磁流量計(jì)可能不可行或需要化流體接觸的應(yīng)用是有益的。它們通常用于水處理、化學(xué)加工以及食品和飲料行業(yè)。

流量計(jì)由圍繞非導(dǎo)電管段的電磁體組成，產(chǎn)生垂直于流經(jīng)管道的流體流動(dòng)方向的磁場(chǎng)。

此外，傳感電極隨后測(cè)量流動(dòng)流體產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。

終部件由絕緣流量管組成，它是為流量測(cè)量創(chuàng)造適當(dāng)條件所必需的。

磁流量測(cè)量過(guò)程如下：

電磁體在流管上產(chǎn)生磁場(chǎng)。

當(dāng)導(dǎo)電流體穿過(guò)管子時(shí)，它會(huì)穿過(guò)磁場(chǎng)線(xiàn)，分離帶電粒子并感應(yīng)電壓。

電極拾取該感應(yīng)電壓，該電壓與流體的流速直接相關(guān)。

然后可以使用校準(zhǔn)曲線(xiàn)將流體產(chǎn)生的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換為流量讀數(shù)，通常由制造商提供以適合各個(gè)流量計(jì)。 （參見(jiàn)下面的等式）

浸入式電磁流量計(jì)如何工作？

浸入式流量計(jì)與全通徑流量計(jì)不同，因?yàn)樗鼈冃枰迦牍艿啦拍苓M(jìn)行測(cè)量。它們通常比全通徑流量計(jì)更便宜，并且需要的空間更小，這意味著它們可以安裝在全通徑流量計(jì)難以安裝的位置。

插入式電磁流量計(jì)的安裝對(duì)系統(tǒng)的影響，并且無(wú)需關(guān)閉系統(tǒng)即可進(jìn)行維護(hù)和拆卸探頭。

浸入式流量計(jì)或浸入式電磁流量計(jì)

圖 2.插入式電磁流量計(jì)僅測(cè)量管道橫截面積的一部分。圖片由麥克羅米特提供

相同的指導(dǎo)原則用于插入式流量計(jì)，并且相同的流量方程也適用于全通徑傳感器。兩者之間的區(qū)別在于插入式流量計(jì)僅測(cè)量管道橫截面積的特定部分。探頭由位于設(shè)備傳感部分相對(duì)兩端的電極組成。這些電極在它們之間產(chǎn)生磁場(chǎng)，然后可用于根據(jù)指導(dǎo)原則測(cè)量流量。

為了安裝在塑料管道中，流量計(jì)通常需要將接地環(huán)或探頭插入管道中。這確保了儀表能夠正確接地以準(zhǔn)確測(cè)量液體。為了在系統(tǒng)仍在運(yùn)行時(shí)將其從管道中移除，可以使用隔離閥或旁通閥將加壓液體保持在管道中，同時(shí)移除流量計(jì)進(jìn)行定期檢查。插入式流量計(jì)確實(shí)需要一些維護(hù)，因?yàn)樗鼈兣c流經(jīng)管道的介質(zhì)接觸，而全通徑流量計(jì)的使用壽命相當(dāng)長(zhǎng)。

有用的流量方程

磁流量計(jì)的基本方程源自法拉第電磁感應(yīng)定律?？梢员硎緸椋?/p>

在哪里：

感應(yīng)電壓

校準(zhǔn)常數(shù)

磁場(chǎng)強(qiáng)度

管道直徑，電極之間的距離

流體流速

一旦根據(jù)測(cè)得的電壓計(jì)算出流體速度，就可以使用以下方程求得流量Q ：

或者，使用管道直徑來(lái)確定 A：

結(jié)合這些關(guān)系可以根據(jù)電極測(cè)量的感應(yīng)電壓來(lái)確定流量。校準(zhǔn)常數(shù)k對(duì)于將測(cè)量電壓轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)確的流量至關(guān)重要。

用電磁流量計(jì)測(cè)量流量

無(wú)論其結(jié)構(gòu)類(lèi)型如何，磁流量計(jì)均按照法拉第定律概述的原理工作。根據(jù)應(yīng)用的需要，不同類(lèi)型的電磁流量計(jì)適用于不同的場(chǎng)景。鉗式或全通徑型電磁流量計(jì)是侵入性的電磁流量計(jì)，而浸入式電磁流量計(jì)通常用于難以安裝全通徑流量計(jì)或附加成本過(guò)高的區(qū)域。全通徑流量計(jì)測(cè)量管道的整個(gè)橫截面積，而插入式流量計(jì)只能測(cè)量管道橫截面積的一部分的流量。

無(wú)論哪種類(lèi)型，電磁流量計(jì)都有益于許多行業(yè)，并且可以為用戶(hù)提供一種低維護(hù)方式來(lái)測(cè)量導(dǎo)電液體流量。