如圖所示，電磁流量計(jì)內(nèi)徑Ｄ必須與管道內(nèi)徑的大小一致，其測(cè)量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，主要用于測(cè)量導(dǎo)電性液體的流量，如上圖１－１所示，當(dāng)液體切割磁感線時(shí)，在磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小正比于流體的平均速度。由定義可知被測(cè)感應(yīng)電壓的計(jì)算公式如下：

        測(cè)量E即可得到液體流量:

        由式(1-1)，(1-3)可知流量Qv:

    上述公式中，管道內(nèi)徑D與磁場(chǎng)強(qiáng)度B是保持不變的。由此可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E只與瞬時(shí)體積累計(jì)流量Q是線性關(guān)系，其他的物理量的改變則不造成任何影響。

 

2、插入式電磁流量計(jì)工作原理

        插入式電磁流量計(jì)在電磁流量計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。它是一種點(diǎn)流速型插入式流量計(jì)，通過電磁工作原理測(cè)量管道流場(chǎng)分布中某點(diǎn)的流速，然后推導(dǎo)出整個(gè)管道橫截面的平均流速，其工作原理示意圖如圖１－２所示；

        根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，插入式電磁流量計(jì)的基本微分方程為：

        上式Ｕ為兩對(duì)電極的感應(yīng)電壓，Ｖ為導(dǎo)體的流動(dòng)速度，Ｂ為線圈產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可認(rèn)為是定值。求解上述積分方程一定要知道邊界條件，我們用積分表達(dá)式的方法來計(jì)算上圖所示情況的泊松方程的邊界問題，泊松方程如下［８］：

        為了求解兩個(gè)電極間的電位差，首先引入格林函數(shù)G:

        兩個(gè)電極的電位分別為Ｕａ、Ｕｂ，且兩個(gè)電極的大小相同，其表面積為Ｓｏ：

        根據(jù)公式（１－８），（１－９）計(jì)算可得：

        由式（１－１０）可知，當(dāng)測(cè)量區(qū)域的邊界固定，即ｈ固定時(shí)，ｋ為常數(shù)；且當(dāng)ｈ趨近于無窮大時(shí)，ｋ值趨近于１。

 

        傳感器上的電極檢測(cè)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，然后通過專用電纜將其傳送至智能變送器，智能變送器將電信號(hào)進(jìn)行放大，之后再根據(jù)數(shù)學(xué)模型將其轉(zhuǎn)換成流量信號(hào)，再將流量標(biāo)準(zhǔn)的４￣２０ＭＡ、１￣５ＶＤＣ信號(hào)輸出到流量二次儀表或ＤＣＳ［９］。

 

3、電磁流量計(jì)與插入式電磁流量計(jì)的特點(diǎn)

電磁流量計(jì)具有很多突出的特點(diǎn)

        （１）流量測(cè)量的量程范圍寬；

        （２）適用于多種液體的測(cè)量，只要液體可Ｗ導(dǎo)電，便可Ｗ進(jìn)行流量測(cè)量；

        （３）流量測(cè)量結(jié)果只與瞬時(shí)體積累計(jì)流量Ｑ有關(guān)，與其他物理參數(shù)，例如粘性，密度等沒有任何關(guān)系；

        （４）輸出電動(dòng)勢(shì)與流速變化同步，響應(yīng)及時(shí)；在大曰徑管道的流量測(cè)量中，電磁流量計(jì)的成本十分昂貴，而且安裝困難，而插入式電磁流量計(jì)是在傳統(tǒng)的電磁流量計(jì)上發(fā)展起來的一種點(diǎn)流速計(jì)，插入式電磁流量計(jì)不僅繼承了傳統(tǒng)電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，還具有其自身特有的優(yōu)點(diǎn)

        （１）結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，無可動(dòng)部件，使用年限長(zhǎng)；

        （２）體積小，重量捏，安裝方便，維護(hù)量小；

        （３）有截止閥，不斷流即可安裝，拆卸，方便用戶維護(hù)、檢修；

        （４）測(cè)量時(shí)不受被測(cè)管道材質(zhì)的影響；

        （５）大口徑儀表制造成本低，曰徑越大，此優(yōu)點(diǎn)越突出；

        （６）液體流動(dòng)特性會(huì)對(duì)儀表的測(cè)量結(jié)果造成很大的影響，因此測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)需有一段長(zhǎng)直管道；

        （７）流量計(jì)的校驗(yàn)非常簡(jiǎn)單，一般只需要校驗(yàn)測(cè)量頭。

        （８）它是一種便攜式流量計(jì)，可測(cè)量任意日徑的管道，可安置于管道任意部位（只要準(zhǔn)備有插入口）。

        （９）儀表測(cè)量的精度一般較低（２．５〇／〇￣４％）ＦＳ