一、工作原理：法拉第電磁感應定律

電磁流量計的核心工作原理是英國物理學家邁克爾·法拉第發現的電磁感應定律。

簡單來說，就是當一根導體（在此處是流動的導電液體）在磁場中作切割磁力線運動時，導體兩端會產生一個感應電動勢。

具體工作過程如下：

1.  建立磁場：流量計的測量管外部，有一對勵磁線圈，當通入電流后，會在測量管內部產生一個強度為B的磁場。這個磁場可以是直流、工頻交流或低頻方波（現代流量計常用方波以消除極化影響）。

2.  流體流動：被測的導電液體（電導率需達到一定要求，通常 > 5μs/cm）以平均流速V垂直于磁場方向流過測量管。

3.  產生感應電動勢：根據法拉第定律，流動的液體作為導體在切割磁力線，會在垂直于磁場和流體流動方向的兩個電極上產生一個感應電動勢（電壓）E。

4.  測量與計算：兩個檢測電極檢測到這個微弱的電壓信號E。這個電壓E與磁感應強度B、流體的平均流速V以及測量管的內徑D（導體長度）成正比，關系式為：

    E = k B D V

    ?   E：感應電動勢（電壓）

    ?   k：儀表系數

    ?   B：磁感應強度

    ?   D：測量管內徑（定值）

    ?   V：流體的平均流速

    由于磁場強度B和管徑D是已知的，因此測得的電壓E就直接與平均流速V成正比。而體積流量Q = 流速V × 管道截面積A。管道截面積A是固定值（πD2/4）。所以，最終的計算公式為：

    Q = (πD / 4kB) × E

    流量計中的轉換器（變送器）就是通過測量E，并經過計算，最終顯示出瞬時的體積流量和累計流量。

二、主要特點

電磁流量計因其獨特的工作原理，具有一系列非常突出的優點，但也存在一些固有的局限性。

優點：

1.  測量通道順暢，無壓損：測量管內沒有任何阻流部件（如渦輪、孔板等），因此對流體的流動沒有任何阻礙，壓力損失極低，節能效果好。特別適合輸送壓力低或怕憋壓的場合，如污水處理、化工流程。

2.  ?可測量臟污、腐蝕性及漿液介質：由于沒有活動部件，且接觸液體的部分（內襯和電極）可根據介質性質選擇耐腐蝕材料（如橡膠、PTFE、PFA、哈氏合金等），因此非常適合測量含有固體顆粒、纖維、泥漿、酸堿、藥液等復雜介質。

3.  測量精度高，與流體屬性無關：其測量結果只與流體的平均流速有關，而不受流體的溫度、壓力、密度、黏度等物理參數變化的影響。只要流體電導率合格，測量就非常準確。出廠校準后，無需因流體屬性改變而重新標定。

4.  測量范圍寬（量程比大）：通常可達10:1甚至20:1。這意味著在同一臺流量計上，既能準確測量很小的流量，也能測量很大的流量，適應性很強。

5.  響應速度快：能測量正反雙向流量和瞬時脈動流量。

局限性：

1.  只能測量導電液體：這是最根本的限制。被測流體的電導率必須大于一定的閾值（通常為5~50μs/cm，視廠家而異）。因此它不能測量石油制品、有機溶劑、氣體、蒸汽等非導電介質。

2.  對直管段有要求：為保證流場穩定，測量準確，安裝時對流量計前、后的直管段長度有明確規定（，后5D）。

3.  易受外界電磁干擾：傳感器產生的信號電壓非常微弱（毫伏級），如果安裝地點周圍有大型電機、變壓器等強電磁設備，可能會引入干擾，影響測量準確性，因此需要有良好的接地和屏蔽措施。

4.  成本相對較高：相比于一些簡單的機械式流量計，初期購置成本較高。

總結與應用

電磁流量計是一種利用電磁感應原理，專門用于測量導電液體體積流量的儀表。

它的核心優勢在于無壓損、耐腐蝕、適用臟污介質和高精度，這使得它在以下行業得到了極其廣泛的應用：

•   水與污水處理：原水、污水、泥漿的測量。

•   化工與石化：各種酸、堿、鹽溶液、漿料的測量。

•   制藥與食品行業：藥液、果汁、牛奶、糖漿等（需衛生型設計）。

•   冶金與礦山：礦漿、泥漿的測量。