电磁流量计和涡街流量计的测量原理是什么？

电磁流量计和涡街流量计是两种常见的流量测量仪表，它们在工业生产、环境保护和科学研究等领域有着广泛的应用。本文将详细介绍电磁流量计和涡街流量计的测量原理。

一、电磁流量计的测量原理

电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律原理进行流量测量的。法拉第电磁感应定律指出，当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生感应电动势，其大小与导体运动速度、磁场强度和导体长度成正比。

电磁流量计主要由传感器和转换器两部分组成。传感器部分主要包括测量室、电极和磁芯。测量室是一个非导磁材料制成的管道，电极固定在测量室两侧，磁芯则置于电极之间。转换器部分负责将传感器输出的信号转换为电信号。

当流体通过测量室时，流体中的带电粒子在磁场作用下会受到洛伦兹力的作用，从而在电极上产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E与流体流速v、磁场强度B和电极间距d成正比，即：

E = Bvd

其中，E为感应电动势，v为流体流速，B为磁场强度，d为电极间距。

传感器输出的信号为交流信号，含有噪声和干扰。转换器将交流信号进行放大、滤波、整流等处理，得到与流速成正比的直流信号。

根据感应电动势与流速的关系，可得到流量Q与感应电动势E的关系：

Q = C × E

其中，Q为流量，C为流量系数，与传感器结构有关。

二、涡街流量计的测量原理

涡街流量计是基于斯特劳哈数原理进行流量测量的。斯特劳哈数是指涡街流量计中涡街频率与流体流速之间的关系，其表达式为：

St = fD/v

其中，St为斯特劳哈数，f为涡街频率，D为涡街流量计的直径，v为流体流速。

涡街流量计主要由传感器和转换器两部分组成。传感器部分主要包括涡街发生器和涡街检测器。涡街发生器是一个特制的螺旋形结构，用于产生涡街；涡街检测器用于检测涡街频率。

当流体通过涡街流量计时，涡街发生器产生的涡街会在下游形成一系列等间距的涡街。根据斯特劳哈数原理，涡街频率与流体流速成正比，即：

f = C × v

其中，f为涡街频率，C为涡街系数，与传感器结构有关。

涡街检测器将涡街频率转换为电信号，转换器将电信号进行放大、滤波等处理。

根据涡街频率与流速的关系，可得到流量Q与涡街频率f的关系：

Q = C' × fD

其中，Q为流量，C'为流量系数，与传感器结构有关。

三、两种流量计的比较

电磁流量计的测量范围较宽，可测量低流速至高流速的流体；涡街流量计的测量范围相对较窄，适用于低流速流体的测量。

电磁流量计的精度较高，可达到0.5%左右；涡街流量计的精度相对较低，一般在1%左右。

电磁流量计具有较强的抗干扰能力，适用于各种复杂的测量环境；涡街流量计的抗干扰能力相对较弱，容易受到外部环境的影响。

电磁流量计适用于各种导电流体，如清水、盐水、酸碱溶液等；涡街流量计适用于低流速的气体和液体，如天然气、空气、水等。

总之，电磁流量计和涡街流量计在测量原理和应用领域上各有特点。在实际应用中，应根据测量需求和环境条件选择合适的流量计。