洛伦兹力测速仪 (简称LKA) 的是一种特别针对于导电流体的非接触式电磁测量流速及流量的方法。洛伦兹力测速仪，尤其适合于液态金属的流速及流量测量，因此目前针对在铝，钢的应用上进行了系统性的研究。洛仑兹力测速仪也被称为洛伦兹力风速计。
物理原理 编辑
洛伦兹力测速仪的基本原则见图所示。导电流体比如铝液流入外加久磁铁管子, 在磁场的作用下铝液中产生电磁涡流。 导电铝液中感应到的电磁力就是洛伦兹力, 洛伦兹力的方向和铝液的流动方向相反, 起到阻碍流体运动。 根据牛顿第三定律, 作用力等于反作用力。 阻碍液体流动的洛伦兹力同时反映在永磁铁上, 这个作用在永磁铁上的力大小与洛伦兹力相等但方向相反。 这个力和流体的平均流速及其电导率成正比。 通过测量这个作用与永磁铁上的力的大小, 可以推导出流体的流速。
液态金属和电解质是顺磁性或者抗磁性的物质, 只有极小的程度上会被永磁铁吸引或排斥。因此LKA原理中运用的洛仑兹力, 与传统的磁性吸引力或排斥力无关。洛仑兹力仅仅归因于涡流，它的大小于电导率的强弱，流体运动的速度和磁场的强度大小有关。
历史发展 编辑
洛伦兹力测速仪是20世纪50年代由英国物理学家Arthur Shercliff发明的。洛伦兹力测速仪在接下来的几十年中, 没有被采掘出潜在的工业应用价值。直到现在, 随着永磁铁系统, 精度测力学及数字模拟软件的深度开发, 使得这项技术推向成熟产业成为了可能。目前，洛伦兹力测速仪主要应用于冶金领域, 面临成品推向市场的趋势。（Kolesnikov et al 2011，见文献参考)。
参考文献 编辑
- Arthur J. Shercliff: Theory of Electromagnetic Flow Measurement. Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-33554-6.
- Thess, Andre; E.V.Votyakov, Y.Kolesnikov:. Lorentz Force Velocimetry. In: Physical Review Letters.96,Nr.16, 2006,S.164501. doi:10.1103 请检查
|doi=值 (帮助). 已忽略文本“ PhysRevLett.96.164501 ” (帮助); - Kolesnikov, Yuri; C.Karcher, A.Thess:. Lorentz Force Flowmeter for Liquid Aluminum: Laboratory Experiments and Plant Tests. In: Metall. Mat. Trans. B. 42B, 2011, S. 241-250.,. doi:10.1007 请检查
|doi=值 (帮助). 已忽略文本“ s11663-011-9477-6 ” (帮助); - Thess, Andre; E. Votyakov, B. Knaepen, O. Zikanov :. Theory of the Lorentz Force Flowmeter. In: New Journal of Physics. 9, 2007, S.290.,. doi:10.1088 请检查
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相关链接 编辑
- TU Ilmenau: [1] (Homepage des DFG-Graduiertenkollegs "Elektromagnetische Strömungsmessung und Wirbelstromprüfung mittels Lorentzkraft)