根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的測(cè)量流量的裝置，稱為電磁流量 計(jì)。電磁流量計(jì)應(yīng)用范圍廣，可以測(cè)量酸、堿、鹽溶液等腐蝕性介質(zhì)，也可以測(cè)量那些帶有 懸浮顆粒的導(dǎo)電漿液。  1.電磁流量計(jì)的原理及結(jié)構(gòu)  (1)電磁流量計(jì)的測(cè)量原理電磁流量計(jì)基于電磁感應(yīng)原理，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中垂直 于磁力線方向流過，在流通管道兩側(cè)的電極上將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與流體 的流速有關(guān)，通過測(cè)量此電動(dòng)勢(shì)可求得流體流量-。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)£與流速的 關(guān)系E = CBDu式中，C為常數(shù)；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；D為管道內(nèi)徑；u為流體平均速度。  當(dāng)儀表結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與流速r成對(duì)應(yīng)關(guān)系，則可求得流體體積流量， 其流量方程式可寫為式中，K為儀表常數(shù)，對(duì)于固定的電磁流量計(jì)，K為定值。  電磁流量計(jì)中的直流電動(dòng)勢(shì)S會(huì)對(duì)導(dǎo)電液產(chǎn)生電解作用，從而破壞流體并使測(cè)量產(chǎn)生 誤差。為了克服電解極化現(xiàn)象，電磁流量計(jì)的磁場(chǎng)B都采用交變磁場(chǎng)_  采用交變磁場(chǎng)，不僅消除了介質(zhì)電解極化所造成的影響，而且也便于輸出信號(hào)的放大。 但是，采用交變磁場(chǎng)卻增加了感應(yīng)誤差。  (2)電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)電磁流量計(jì)的測(cè)量主體由磁路系統(tǒng)、測(cè)量導(dǎo)管、電極和調(diào)整 轉(zhuǎn)換裝置等組成。電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖4-22所示|由非導(dǎo)磁性材料制成的導(dǎo)管、測(cè)量電 極嵌在管壁上，若導(dǎo)管為導(dǎo)電材料，則其內(nèi)壁和電極之間必須絕緣，通常在整個(gè)測(cè)量導(dǎo)管內(nèi) 壁裝有絕緣襯里。導(dǎo)管外圍的勵(lì)磁線圈用來產(chǎn)生交變磁場(chǎng);在導(dǎo)管和線圈外還裝有磁軛，以 便形成均勻磁場(chǎng)和具有較大磁通量。   電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換部分的輸出電流/。與平均流速成正比。   2.電磁流量計(jì)的特點(diǎn)   電磁流量計(jì)的測(cè)量導(dǎo)管中無阻力件，壓力損失極小；其流速測(cè)量范圍寬，為0.5~10m/s;   范圍度可達(dá)10:1;流量計(jì)的口徑可從幾毫米到幾米以上；流量計(jì)的精度為0.5 ~1_5級(jí)；儀 表反應(yīng)快，流動(dòng)狀態(tài)對(duì)示值的影響小，可以測(cè)量脈動(dòng)流和兩相流，如泥漿和紙漿的流量。被 測(cè)液體的電導(dǎo)率下限由轉(zhuǎn)換器的輸人阻抗決定。如果輸入阻抗為100MX1,則被測(cè)液體的電 導(dǎo)率不得低于10[iil/cm。   電磁流量計(jì)對(duì)直管段要求不高，儀表前直管段的長度為5D~10Z)。安裝地點(diǎn)應(yīng)盡量避 免劇烈振動(dòng)和交直流強(qiáng)磁場(chǎng)。在垂直安裝時(shí)，流體要自下而上流過儀表，水平安裝時(shí)兩個(gè)電 極要在同一平面上。要確保流體、外殼和管道間的良好接地。   電磁流量計(jì)的選擇要根據(jù)被測(cè)流體的情況確定合適的襯里和電極材料。其測(cè)量度受 導(dǎo)管的內(nèi)壁，特別是電極附近結(jié)垢的影響，應(yīng)注意維護(hù)清洗。   渦街流量計(jì)    渦街流量計(jì)屬旋渦流量計(jì)類型，它是利用流體振蕩的原理進(jìn)行流量測(cè)量的。當(dāng)流體流過 非流線型阻力件時(shí)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的旋渦列，旋渦的產(chǎn)生頻率與流體流速有著確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 測(cè)量頻率的變化，就可以得到流體的流量。   1.渦街流量計(jì)的組成及流量方程式    渦街流量計(jì)的測(cè)量主體是旋渦發(fā)生體。旋渦發(fā)生體是一個(gè)具有非流線型截面的柱體垂直   插于流通截面內(nèi)。當(dāng)流體流過旋渦發(fā)生體 時(shí)，在發(fā)生體兩側(cè)會(huì)交替地產(chǎn)生旋渦，并在 它的下游形成兩列不對(duì)稱的旋渦列。當(dāng)每?jī)? 個(gè)旋渦之間的縱向距離^和旋渦列之間的橫 向距離I滿足一定的關(guān)系，即/i/Z = 0.281 時(shí)，這兩個(gè)旋渦列將是穩(wěn)定的，稱之為 “卡門渦街”，    大量實(shí)驗(yàn)證明，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，穩(wěn)定的旋渦產(chǎn)生頻率/與旋渦發(fā)生體處的流速 v有確定的關(guān)系：式中，d為旋渦發(fā)生體的特征尺寸；足稱為斯特羅哈爾數(shù)。     與旋渦發(fā)生體的形狀及流體的雷諾數(shù)有關(guān)，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，St數(shù)值基本不 變9旋渦發(fā)生體的形狀有圓柱、三角柱、矩形柱、T形柱以及由上述簡(jiǎn)單柱體組合而成的組 合柱體，不同柱體的\不同，如圓柱體St =0.21,角柱體St =0. 16。其中三角柱體的旋 渦強(qiáng)度較大，穩(wěn)定性較好，壓力損失適中，故應(yīng)用較多。  當(dāng)旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸確定后，可以通過測(cè)量旋渦產(chǎn)生頻率來測(cè)量流體的流量，其 流量方程式中，K為儀表系數(shù)，一般通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得。   旋渦頻率的檢出有多種方式，可以分為^體式和分體式兩類。^體式檢測(cè)元件放在旋渦  發(fā)生體內(nèi)，如熱絲式、膜片式和熱敏電阻式； 分體式檢測(cè)元件則裝在旋渦發(fā)生體的下游，如 壓電式、擺旗式、超聲式。以上均為利用旋渦 產(chǎn)生時(shí)引起的波動(dòng)進(jìn)行測(cè)量的。圖4-24所示 為三角柱體渦街流量計(jì)的原理示意圖，旋渦頻 率采用熱敏電阻檢測(cè)方式，在P角柱體的迎流 面對(duì)稱地嵌人兩個(gè)熱敏電阻，通人恒定電流加 熱電阻，使其溫度稍高于流體，在交替產(chǎn)生的 旋渦作用下，兩個(gè)電阻被周期地冷卻，使其阻值改變，阻值的變化由橋路測(cè)出，即可測(cè)得旋渦的產(chǎn)生頻率，從而測(cè)知流量。   2.渦街流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及安裝使用    (1) 渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)     1) 渦街流量計(jì)適用于氣體、液體和蒸氣介質(zhì)的流量測(cè)量.其測(cè)量幾乎不受流體參數(shù) (溫度、壓力、密度和粘度）變化的影響。在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生 體及管道的形狀、尺寸有關(guān)。    2) 渦街流量計(jì)在儀表內(nèi)部無可動(dòng)部件，使用壽命長。  3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、安裝維修方便。無需導(dǎo)壓管和三閥組，減少泄漏、堵塞和凍結(jié)等。  4) 壓力損失小。  5) 輸出為頻率信號(hào)，有較寬的范圍度（30:1)。  6) 測(cè)量度也比較高.為±0_5%?±1%0 (2) 渦街流量計(jì)的局限性 1) 對(duì)管道的機(jī)械振動(dòng)較敏感，不宜用于強(qiáng)振動(dòng)場(chǎng)所。 2) 口徑越大，分辨率越低。 3) 液體溫度太高時(shí)，傳感器誤差較大4) 當(dāng)流體有壓力脈動(dòng)或流量脈動(dòng)時(shí)，示值大幅度偏高，影響較大，因此不適用于脈動(dòng)流。(3) 渦街流量計(jì)的安裝使用渦街流量計(jì)可以水平安裝，也可以垂直安裝。在垂直安 裝時(shí)，流體必須自下而上通過，使流體充滿管道。在儀表上、下游要求有一定的直管段，下 游長度為5D，上游長度根據(jù)阻力件形式而定，約15D~40D，且上游不應(yīng)設(shè)流量調(diào)節(jié)閥。超聲流量計(jì)1.超聲流量計(jì)的工作原理超聲流量計(jì)利用超聲波在流體中的傳播特性實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。超聲波在流體中傳播時(shí)，將 受到流體速度的影響，檢測(cè)接收到的超聲波信號(hào)可以測(cè)知流速，從而求得流體流量。超聲波測(cè)量流量有多種方法，按作用原理有傳播速度差法、多普勒效應(yīng)、聲束偏移法及 相關(guān)法等，在工業(yè)應(yīng)用中以傳播速度差法zui普遍。傳播速度差法利用超聲波在流體中順流傳播與逆流傳播的速度變化來測(cè)量流體流速。測(cè) 量方法有時(shí)間差法、相差法和頻差法:9.傳播速度差法的測(cè)量原理如圖4-25所示，在管道壁上，從上、下游兩個(gè)發(fā)射換能器1\、T2發(fā)出超聲 波，各自到達(dá)下游和上游接收超聲換能器I、 流體靜止時(shí)超聲波聲速為C,流體流動(dòng)時(shí)順流 和逆流的聲速將不同。兩個(gè)傳播時(shí)間與流速之間 的關(guān)系可寫式中，h為順流傳播時(shí)間；為逆流傳播時(shí)間；i為兩探頭間距離；®為流體平均流速I 一般情況下C》?；，則時(shí)間差與流速的關(guān)系為所以，測(cè)得時(shí)間差A(yù)«就可知流速。采用頻差法時(shí)，列出頻率與流速的關(guān)系式為采用頻差法測(cè)量可以不受聲速的影響，所以不必考慮流體溫度變化對(duì)聲速的影響。
；景向前