浸入式电磁流量计如何工作？

磁力如何产生可感应电压？

所有磁流量计都利用法拉第感应定律的指导原理，该定律显示了“表达变化的磁场在电路中感应出电压的定量关系”。

该感应定律可用于测量导体液体（如水）的速度，而无需移动部件。与其他类型的仪表相比，这大大提高了流量计传感器的稳健性。

磁流量计主要有两种类型：全通径和浸入式。每个都有自己的优点和缺点。但它们实际上是如何工作的呢？

夹式电磁流量计如何工作？

在磁流量计中，电磁体放置在管道外部或内部。首先，我们将重点关注管道周围的那种，通常称为夹式、非侵入式或全通径磁流量计。与插入式流量计不同，它们测量管道的整个横截面，从而提供更高的精度。

磁性夹式全通径电磁流量计

图 1.全通径电磁流量计设计用于测量管道的整个横截面积。图片由麦克罗米特提供

全通径电磁流量计使用外部电磁线圈在管道周围产生磁场，无需直接接触流体即可进行流量测量。这种设计对于传统在线电磁流量计可能不可行或需要化流体接触的应用是有益的。它们通常用于水处理、化学加工以及食品和饮料行业。

流量计由围绕非导电管段的电磁体组成，产生垂直于流经管道的流体流动方向的磁场。

此外，传感电极随后测量流动流体产生的感应电压。

终部件由绝缘流量管组成，它是为流量测量创造适当条件所必需的。

磁流量测量过程如下：

电磁体在流管上产生磁场。

当导电流体穿过管子时，它会穿过磁场线，分离带电粒子并感应电压。

电极拾取该感应电压，该电压与流体的流速直接相关。

然后可以使用校准曲线将流体产生的感应电压转换为流量读数，通常由制造商提供以适合各个流量计。 （参见下面的等式）

浸入式电磁流量计如何工作？

浸入式流量计与全通径流量计不同，因为它们需要插入管道才能进行测量。它们通常比全通径流量计更便宜，并且需要的空间更小，这意味着它们可以安装在全通径流量计难以安装的位置。

插入式电磁流量计的安装对系统的影响，并且无需关闭系统即可进行维护和拆卸探头。

浸入式流量计或浸入式电磁流量计

图 2.插入式电磁流量计仅测量管道横截面积的一部分。图片由麦克罗米特提供

相同的指导原则用于插入式流量计，并且相同的流量方程也适用于全通径传感器。两者之间的区别在于插入式流量计仅测量管道横截面积的特定部分。探头由位于设备传感部分相对两端的电极组成。这些电极在它们之间产生磁场，然后可用于根据指导原则测量流量。

为了安装在塑料管道中，流量计通常需要将接地环或探头插入管道中。这确保了仪表能够正确接地以准确测量液体。为了在系统仍在运行时将其从管道中移除，可以使用隔离阀或旁通阀将加压液体保持在管道中，同时移除流量计进行定期检查。插入式流量计确实需要一些维护，因为它们与流经管道的介质接触，而全通径流量计的使用寿命相当长。

有用的流量方程

磁流量计的基本方程源自法拉第电磁感应定律。可以表示为：

在哪里：

感应电压
校准常数
磁场强度
管道直径，电极之间的距离
流体流速

一旦根据测得的电压计算出流体速度，就可以使用以下方程求得流量Q ：

或者，使用管道直径来确定 A：

结合这些关系可以根据电极测量的感应电压来确定流量。校准常数k对于将测量电压转换为准确的流量至关重要。

用电磁流量计测量流量

无论其结构类型如何，磁流量计均按照法拉第定律概述的原理工作。根据应用的需要，不同类型的电磁流量计适用于不同的场景。钳式或全通径型电磁流量计是侵入性的电磁流量计，而浸入式电磁流量计通常用于难以安装全通径流量计或附加成本过高的区域。全通径流量计测量管道的整个横截面积，而插入式流量计只能测量管道横截面积的一部分的流量。

无论哪种类型，电磁流量计都有益于许多行业，并且可以为用户提供一种低维护方式来测量导电液体流量。