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洛倫茲力測速儀 (簡稱LKA) 的是一種特別針對於導電流體的非接觸式電磁測量流速及流量的方法。洛倫茲力測速儀，尤其適合於液態金屬的流速及流量測量，因此目前針對在鋁，鋼的應用上進行了系統性的研究。洛侖茲力測速儀也被稱為洛倫茲力風速計。

物理原理

洛倫茲力測速儀的基本原則見圖所示。導電流體比如鋁液流入外加久磁鐵管子, 在磁場的作用下鋁液中產生電磁渦流。 導電鋁液中感應到的電磁力就是洛倫茲力, 洛倫茲力的方向和鋁液的流動方向相反, 起到阻礙流體運動。 根據牛頓第三定律, 作用力等於反作用力。 阻礙液體流動的洛倫茲力同時反映在永磁鐵上, 這個作用在永磁鐵上的力大小與洛倫茲力相等但方向相反。 這個力和流體的平均流速及其電導率成正比。 通過測量這個作用與永磁鐵上的力的大小, 可以推導出流體的流速。

液態金屬和電解質是順磁性或者抗磁性的物質, 只有極小的程度上會被永磁鐵吸引或排斥。因此LKA原理中運用的洛侖茲力, 與傳統的磁性吸引力或排斥力無關。洛侖茲力僅僅歸因於渦流，它的大小於電導率的強弱，流體運動的速度和磁場的強度大小有關。

歷史發展

洛倫茲力測速儀是20世紀50年代由英國物理學家Arthur Shercliff發明的。洛倫茲力測速儀在接下來的幾十年中, 沒有被採掘出潛在的工業應用價值。直到現在, 隨著永磁鐵系統, 精度測力學及數字模擬軟體的深度開發, 使得這項技術推向成熟產業成為了可能。目前，洛倫茲力測速儀主要應用於冶金領域, 面臨成品推向市場的趨勢。（Kolesnikov et al 2011，見文獻參考)。

參考文獻

• 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 . 
• 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 . 
• 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 . 
• Priede, J; D. Buchenau., G. Gerbeth :. Single-Magnet Rotary Flowmeter for Liquid Metals. In: J. Appl. Phys.110, 2010, S. 03451.,. doi:10.1063/1.3610440. 

相關連結

• TU Ilmenau: [1] (Homepage des DFG-Graduiertenkollegs "Elektromagnetische Strömungsmessung und Wirbelstromprüfung mittels Lorentzkraft)

分類: 物理