西門(mén)子電磁流量計(jì)的工作原理

德國(guó)SIEMENS西門(mén)子流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測(cè)流量范圍大。zui大流量與zui小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，zui大可達(dá)3m，輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線(xiàn)性，德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)度較高，可測(cè)量電導(dǎo)率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測(cè)量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
當(dāng)SIEMENS西門(mén)子流量計(jì)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比。德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)同理，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線(xiàn)時(shí)，也會(huì)在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判定，感應(yīng)電勢(shì)的大小由下式確定：
Ex=BDv-----------------式（1）
式中Ex—感應(yīng)電勢(shì)，V；
B—磁感應(yīng)強(qiáng)度，T
D—管道內(nèi)徑，m
v—液體的平均流速，m/s
然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（πD?）/4的乘積，將式（1）代入該式得：
Qv=(πD/4B)* Ex ---------式（2）
由上式可知，在管道直徑D己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí)，被測(cè)體積流量與感應(yīng)電勢(shì)呈線(xiàn)性關(guān)系。德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)若在管道兩側(cè)各插入一根電極，就可引入感應(yīng)電勢(shì)Ex，測(cè)量此電勢(shì)的大小，就可求得體積流量。
據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，在與測(cè)量管軸線(xiàn)和磁力線(xiàn)相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極，德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此感應(yīng)電勢(shì)由兩個(gè)檢測(cè)電極檢出，數(shù)值大小與流速成正比例，其值為：
E=B·V·D·K
式中： E－感應(yīng)電勢(shì)；
K－與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)；
B－磁感應(yīng)強(qiáng)度；
V－導(dǎo)電液體平均流速；
D－電極間距；（測(cè)量管內(nèi)直徑）

德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)需要說(shuō)明的是，要使式(3—37)嚴(yán)格成立，必須使德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)測(cè)量條件滿(mǎn)足下列假定：
①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);
②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱(chēng)分布;
③被測(cè)液體是非磁性的;
④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)測(cè)量范圍度大，通常為20：1~50：1，可選流量范圍寬；德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)的口徑范圍比其它品種流量?jī)x表寬，從幾毫米到3米；可測(cè)量正反雙向流量，也可測(cè)脈動(dòng)流量，只要脈動(dòng)頻率低于激磁頻率很多；儀表輸出本質(zhì)上是線(xiàn)性的；易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于腐蝕性流體等優(yōu)點(diǎn)。由于德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固體或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高。 若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信號(hào)，只是改變流通面積，形成測(cè)量誤差的隱性故障；德國(guó)西門(mén)子SIEMENS電磁流量計(jì)若是高電導(dǎo)率附著層，電極間電動(dòng)勢(shì)將被短路；若是絕緣性附著層，電極表面被絕緣而斷開(kāi)測(cè)量電路。后兩種現(xiàn)象均會(huì)使儀表無(wú)法工作。