Ein magnetischer Durchflussmesser arbeitet typischerweise mit Wechselstrom (AC)-Erregung. Wechselstromerregung wird üblicherweise verwendet, da sie im Messrohr des Durchflussmessers ein variierendes Magnetfeld induziert, das mit der durchströmenden leitfähigen Flüssigkeit interagiert. Diese Wechselwirkung erzeugt eine elektromotorische Kraft (EMF) oder Spannung an den im Durchflussmesser angebrachten Elektroden. Die Frequenz der Wechselstromerregung wird typischerweise basierend auf den Eigenschaften des zu messenden Fluids und der gewünschten Genauigkeit des Durchflussmessers ausgewählt.
Der Ausgang eines magnetischen Durchflussmessers ist typischerweise ein analoges oder digitales Signal, das die Durchflussrate der durch den Zähler fließenden leitfähigen Flüssigkeit darstellt. Dieses Ausgangssignal ist proportional zur Geschwindigkeit der Flüssigkeit und wird je nach Anwendung und Kalibrierung des Durchflussmessers häufig in technische Einheiten wie Liter pro Minute oder Kubikmeter pro Stunde umgerechnet.
Eine DC-Erregung (Gleichstrom) ist in magnetisch-induktiven Durchflussmessern nicht zulässig, vor allem weil dadurch kein variierendes Magnetfeld im Messrohr induziert wird. Elektromagnetische Durchflussmesser basieren auf dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion, das ein sich änderndes Magnetfeld erfordert, um eine Spannung in der leitfähigen Flüssigkeit zu induzieren. Eine Gleichstromanregung würde zu einem stetigen Magnetfeld führen, das nicht die erforderliche Variation erzeugt, um eine messbare Spannung an den Elektroden zu erzeugen. Daher ist die Wechselstromerregung für den ordnungsgemäßen Betrieb elektromagnetischer Durchflussmesser von entscheidender Bedeutung, um Durchflussraten auf der Grundlage induzierter Spannungen, die proportional zur Flüssigkeitsgeschwindigkeit sind, genau zu messen.
Die in einem magnetischen Durchflussmesser induzierte Spannung ist proportional zur durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit der leitfähigen Flüssigkeit, die durch das Messrohr fließt. Während sich die leitfähige Flüssigkeit durch das von den Spulen des Durchflussmessers erzeugte Magnetfeld bewegt, erzeugt sie eine Spannung an den im Durchflussmesser angebrachten Elektroden. Diese induzierte Spannung ist direkt proportional zur durchschnittlichen Geschwindigkeit der Flüssigkeit, sodass der Durchflussmesser die Durchflussrate basierend auf dieser Beziehung messen und quantifizieren kann. Die Proportionalität zwischen induzierter Spannung und Strömungsgeschwindigkeit bildet die Grundlage für die genauen Messfähigkeiten elektromagnetischer Durchflussmesser bei verschiedenen Flüssigkeitsströmungsbedingungen.
Ein magnetischer Durchflussmesser basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Es besteht aus einem nichtleitenden Messrohr, durch das die leitfähige Flüssigkeit fließt. Im Inneren des Durchflussmessers sind Spulen angebracht, die ein Magnetfeld senkrecht zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit erzeugen. Wenn ein Wechselstrom durch diese Spulen fließt, erzeugt er im Messrohr ein variierendes Magnetfeld. Während sich die leitfähige Flüssigkeit durch dieses Magnetfeld bewegt, erzeugt sie gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion eine Spannung. An den Wänden des Messrohrs angebrachte Elektroden erfassen diese induzierte Spannung, die proportional zur mittleren Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ist. Durch die Messung dieser induzierten Spannung und die Anwendung geeigneter Kalibrierungsfaktoren berechnet der magnetische Durchflussmesser die Durchflussrate der leitfähigen Flüssigkeit genau und gibt sie aus. Diese Methode ermöglicht die präzise Messung von Durchflussraten in verschiedenen industriellen Anwendungen, einschließlich Wasseraufbereitung, chemischer Verarbeitung und Abwassermanagement.