電磁流量計的功能
電磁流量計測量的基本條件
電磁流量計的功能從被測管道內(nèi)流體實際流動的狀態(tài)和磁場的分布情況考慮，根據(jù)Shercliff.J.A和竹
溪（參考文獻［2.1，z.3］）對電磁流量計的理論分析，得到電磁流量計的基本微分方程
V 2U_div（口×B）（2.4）
電磁流量計的功能這是一個二階線性偏微分方程。須加入適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件和初始條件，才能得到確定的
解。這些條件正是電磁流量計充分和要的工作條件和制造條件。
?、俅艌鯞磁力線方向與兩電軸線、測量管中心軸線（即流線方向）三者相互垂直。
②液體的電氣性質(zhì)均質(zhì)。
?、垡后w為非壓縮性的。
?、艽艌龃嬖谟诠茌S方向無限長范圍內(nèi)是均勻的。
⑤測量管內(nèi)壁是緣體，管壁處流速為。
⑥流速是以測量管中心軸為對稱，并且是矢徑r的函數(shù)。
三、權(quán)重函數(shù)w的物理意義與實用意義
電磁流量計的功能在解析式（2.4）的過程中，引入一個與點坐標(biāo)的位置和電的大小有關(guān)的、被稱為權(quán)
重函數(shù)W的概念。對二維坐標(biāo)，可以得到式（2.5）的電磁流量計兩電闖電位差
E一2Rf』B（x，y）V（x，y）W（r；y）dxdy‘2-5'
R2（X2一y2專7二歹了。權(quán)重函數(shù)的物理意義是：相同流速的
其中，權(quán)重函數(shù)w一R4＋2R2（X2一y2）
流體微元在均勻磁場中運動，雖然產(chǎn)生相同大小的感應(yīng)電勢，都對電上的電位差有所貢
獻，但貢獻大小卻不同。權(quán)重函數(shù)是用來表
圖2.2權(quán)重函數(shù)
示各流體微元對電間電位的貢獻程度。它
是所在位置的函數(shù)，圖2.2是二維的權(quán)重函
數(shù)圖。在式（2.1）中，權(quán)重函數(shù)W一1，即
認(rèn)為電斷面各點的電勢對兩電間電位差
的大小貢獻相同。電磁流量計的功能只有在流速分布是以軸對
稱的情況下，才可以這樣假設(shè)。
權(quán)重函數(shù)可用來說明現(xiàn)代電磁流量計
是一種具有對流速分布不敏感優(yōu)點的流量
計。設(shè)測量管中心的磁場強度為Bo，B，
表示在直角坐標(biāo)中任意點在y軸上的磁感
應(yīng)強度分量，W.為該點在X軸方向的權(quán)
重函數(shù)，流速v為直角坐標(biāo)的Z軸方向。
如B.W，一B.＝常數(shù)，即可形成一個按權(quán)
重分布規(guī)律的非均勻磁場。這就是現(xiàn)代磁
場按權(quán)重分布規(guī)律的非均勻磁場電磁流量計的理論依據(jù)。電磁流量計的功能非均勻磁場的出現(xiàn)，不能
夠非軸對稱流速的測量度，而且能夠使傳感器的長度大為減短，制造成本也
大為下降。
下面實例表明，應(yīng)用權(quán)重西數(shù)是位置函數(shù)的特點。使用計算機技術(shù)，通過改變彎頭后面
傳感器的電安裝角度，避開流速分布的敏感區(qū)域，在較短的上游直管段安裝情況下，能夠
彎頭情況下的測量度。
電磁流量計的功能利用權(quán)重函數(shù)是位置函數(shù)的特點，分析非滿管道電磁流量傳感器內(nèi)電上感應(yīng)的電動
勢，同時含有流速和水位的信息。使用計算機技術(shù)，應(yīng)用流速乘水位的測流方法，就可以得
到非滿管道內(nèi)流體的流量測量。
總之，權(quán)重函數(shù)的研究，對電磁流量計的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，具有重要的指導(dǎo)
意義。
四、勵磁方式的發(fā)展
如果說非均勻磁場的出現(xiàn)是電磁流量計發(fā)展中的重要，勵磁方式的改進則代表
著電磁流量計發(fā)展過程的不同時代特征。表2.1列出了各種勵磁方式的特點?？梢钥闯?，勵
磁頻率和波形的不同，對電磁流量計的性能與應(yīng)用有著大的影響。
電磁流量計的功能在工業(yè)電磁流量計產(chǎn)品問世之前，應(yīng)用地磁場和永磁場的直流勵磁可用于測量液態(tài)金
屬。這是因為直流勵磁不存在電磁感應(yīng)，流量信號不會使流體產(chǎn)生集膚電流，也沒有正交干
擾。但是，直流磁場的流量計所感應(yīng)的是直流信號電壓。直流電壓對電解質(zhì)流體的電化學(xué)現(xiàn)
象影響十分突出，化電壓與流量信號混雜在一起，測量電路從合成的信號中分開。于
是，造成了測量輸出的嚴(yán)垂不穩(wěn)定。
電磁流量計測量的基本條件
電磁流量計的功能從被測管道內(nèi)流體實際流動的狀態(tài)和磁場的分布情況考慮，根據(jù)Shercliff.J.A和竹
溪（參考文獻［2.1，z.3］）對電磁流量計的理論分析，得到電磁流量計的基本微分方程
V 2U_div（口×B）（2.4）
電磁流量計的功能這是一個二階線性偏微分方程。須加入適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件和初始條件，才能得到確定的
解。這些條件正是電磁流量計充分和要的工作條件和制造條件。
?、俅艌鯞磁力線方向與兩電軸線、測量管中心軸線（即流線方向）三者相互垂直。
②液體的電氣性質(zhì)均質(zhì)。
?、垡后w為非壓縮性的。
?、艽艌龃嬖谟诠茌S方向無限長范圍內(nèi)是均勻的。
⑤測量管內(nèi)壁是緣體，管壁處流速為。
⑥流速是以測量管中心軸為對稱，并且是矢徑r的函數(shù)。
三、權(quán)重函數(shù)w的物理意義與實用意義
電磁流量計的功能在解析式（2.4）的過程中，引入一個與點坐標(biāo)的位置和電的大小有關(guān)的、被稱為權(quán)
重函數(shù)W的概念。對二維坐標(biāo)，可以得到式（2.5）的電磁流量計兩電闖電位差
E一2Rf』B（x，y）V（x，y）W（r；y）dxdy‘2-5'
R2（X2一y2專7二歹了。權(quán)重函數(shù)的物理意義是：相同流速的
其中，權(quán)重函數(shù)w一R4＋2R2（X2一y2）
流體微元在均勻磁場中運動，雖然產(chǎn)生相同大小的感應(yīng)電勢，都對電上的電位差有所貢
獻，但貢獻大小卻不同。權(quán)重函數(shù)是用來表
圖2.2權(quán)重函數(shù)
示各流體微元對電間電位的貢獻程度。它
是所在位置的函數(shù)，圖2.2是二維的權(quán)重函
數(shù)圖。在式（2.1）中，權(quán)重函數(shù)W一1，即
認(rèn)為電斷面各點的電勢對兩電間電位差
的大小貢獻相同。電磁流量計的功能只有在流速分布是以軸對
稱的情況下，才可以這樣假設(shè)。
權(quán)重函數(shù)可用來說明現(xiàn)代電磁流量計
是一種具有對流速分布不敏感優(yōu)點的流量
計。設(shè)測量管中心的磁場強度為Bo，B，
表示在直角坐標(biāo)中任意點在y軸上的磁感
應(yīng)強度分量，W.為該點在X軸方向的權(quán)
重函數(shù)，流速v為直角坐標(biāo)的Z軸方向。
如B.W，一B.＝常數(shù)，即可形成一個按權(quán)
重分布規(guī)律的非均勻磁場。這就是現(xiàn)代磁
場按權(quán)重分布規(guī)律的非均勻磁場電磁流量計的理論依據(jù)。電磁流量計的功能非均勻磁場的出現(xiàn)，不能
夠非軸對稱流速的測量度，而且能夠使傳感器的長度大為減短，制造成本也
大為下降。
下面實例表明，應(yīng)用權(quán)重西數(shù)是位置函數(shù)的特點。使用計算機技術(shù)，通過改變彎頭后面
傳感器的電安裝角度，避開流速分布的敏感區(qū)域，在較短的上游直管段安裝情況下，能夠
彎頭情況下的測量度。
電磁流量計的功能利用權(quán)重函數(shù)是位置函數(shù)的特點，分析非滿管道電磁流量傳感器內(nèi)電上感應(yīng)的電動
勢，同時含有流速和水位的信息。使用計算機技術(shù)，應(yīng)用流速乘水位的測流方法，就可以得
到非滿管道內(nèi)流體的流量測量。
總之，權(quán)重函數(shù)的研究，對電磁流量計的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，具有重要的指導(dǎo)
意義。
四、勵磁方式的發(fā)展
如果說非均勻磁場的出現(xiàn)是電磁流量計發(fā)展中的重要，勵磁方式的改進則代表
著電磁流量計發(fā)展過程的不同時代特征。表2.1列出了各種勵磁方式的特點?？梢钥闯?，勵
磁頻率和波形的不同，對電磁流量計的性能與應(yīng)用有著大的影響。
電磁流量計的功能在工業(yè)電磁流量計產(chǎn)品問世之前，應(yīng)用地磁場和永磁場的直流勵磁可用于測量液態(tài)金
屬。這是因為直流勵磁不存在電磁感應(yīng)，流量信號不會使流體產(chǎn)生集膚電流，也沒有正交干
擾。但是，直流磁場的流量計所感應(yīng)的是直流信號電壓。直流電壓對電解質(zhì)流體的電化學(xué)現(xiàn)
象影響十分突出，化電壓與流量信號混雜在一起，測量電路從合成的信號中分開。于
是，造成了測量輸出的嚴(yán)垂不穩(wěn)定。
