電磁流量計(jì)：設(shè)計(jì)考慮和解決方案

當(dāng)今有哪些工業(yè)領(lǐng)域使用流量計(jì)?

若不能度量，則無法管理。這是工業(yè)領(lǐng)域的一句口頭禪，尤 其適合于流量測(cè)量。簡單說來，對(duì)流量監(jiān)測(cè)的需求越來越多， 常常還要求更高速度和精度的監(jiān)測(cè)。有幾個(gè)領(lǐng)域中，工業(yè)流量 測(cè)量很重要，比如生活廢棄物。隨著人們?cè)絹碓疥P(guān)注環(huán)境保護(hù)， 為使我們的世界更干凈衛(wèi)生、污染更少，廢棄物的處置和監(jiān)測(cè) 就變得非常重要。人類消耗著大量的水，隨著全球人口增長， 用水量會(huì)越來越大。流量計(jì)至關(guān)重要，既能監(jiān)測(cè)生活廢水，也 是污水處理廠過程控制系統(tǒng)不可或缺的一部分。

圖1. 污水處理廠簡圖

流量計(jì)還被用于許多工業(yè)控制過程，包括化學(xué)/制藥、食品飲 料、紙漿造紙等。此類應(yīng)用常常需要在有大量固體存在的情況 下測(cè)量流量 — 大部分流量技術(shù)不能輕松勝任這一要求。

輸送計(jì)量領(lǐng)域處理兩方之間的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移和支付，需要高端流量 計(jì)。實(shí)例之一是通過大型管道系統(tǒng)輸送油品。在這種應(yīng)用中， 流量測(cè)量精度隨時(shí)間的變化即便很微小，也可能導(dǎo)致某一方損 失或獲得重大利益。

電磁感應(yīng)技術(shù)為什么非常適合液體流量測(cè)量?

對(duì)于液體流量測(cè)量，電磁流量計(jì)技術(shù)有多種優(yōu)勢(shì)。它的傳感器 一般是連接到管道中，其直徑與管道直徑一致，因而測(cè)量時(shí)不 會(huì)干擾或限制介質(zhì)的流動(dòng)。由于傳感器不是直接浸沒在液體 中，沒有活動(dòng)部件，因此不存在磨損問題。

電磁方法測(cè)量的是體積流量，這意味著測(cè)量對(duì)流體密度、溫度、 壓力和粘度等參數(shù)的變化不敏感。一旦用水標(biāo)定電磁流量計(jì)， 就可以使用它來測(cè)量其他類型的導(dǎo)電流體，無需進(jìn)一步標(biāo)定。 這是其他類型流量計(jì)所不具備的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。

電磁流量計(jì)特別適合測(cè)量固液兩相介質(zhì)，例如泥漿等帶懸浮泥 土、固體顆粒、纖維或粘稠物的高導(dǎo)電率介質(zhì)。它可用于測(cè)量 污水、泥漿、礦漿、紙漿、化學(xué)纖維漿及其他介質(zhì)。這使得它 特別適合食品、制藥等行業(yè)，利用它可測(cè)量玉米糖漿、果汁、 酒類、藥物、血漿及其他許多特殊介質(zhì)。

電磁流量計(jì)的工作原理是什么?

電磁流量計(jì)的工作原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律。根據(jù)法拉第 定律，當(dāng)導(dǎo)電流體流經(jīng)傳感器的磁場(chǎng)時(shí)，一對(duì)電極之間就會(huì)產(chǎn) 生與體積流量成正比的電動(dòng)勢(shì)，其方向與流向和磁場(chǎng)垂直。電 動(dòng)勢(shì)幅度可表示為：

其中，E 為感生電勢(shì)，k 為常數(shù)，B 為磁通密度，D 為測(cè)量管的內(nèi)徑，v 為測(cè)量管內(nèi)的流體在電極截面軸向上的平均速度。

圖2. 磁流量計(jì)工作原理