電磁流量計的原理及特點(diǎn)
電磁流量計的原理及特點(diǎn)
1．1引言
流量傳感器及其儀表是冶金、電力、石化、食品、醫(yī)藥和環(huán)保等工業(yè)過程中最重要的自動化儀表之一，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。特別是在能源計量和環(huán)境保護(hù)方面，在注重節(jié)省能源，提高經(jīng)濟(jì)效益，控制污水排放的今天，流量測量的重要性就更加突出了，并且日益為越來越多的人所認(rèn)識。
流量測量的發(fā)展可以追溯到古代的水利工程和城市供水系統(tǒng)。古羅馬人修渠引水，采用孔板測量流量【l】。我國的都江堰水利工程應(yīng)用寶瓶口的水位觀測水量大小等等。流量作為一個動態(tài)量，可以測量的有氣體、液體和混合流體這三種具有不同物理特性的流體；而測量流量需要考慮的條件又是多種多樣的，如腐蝕性、測量時的溫度壓力范圍、流量大小、被測流體的流動狀態(tài)如層流、紊流等， 對液體而言還存在著粘度大小、導(dǎo)電與否等不同情況。因此，為準(zhǔn)確的測量流量， 就必須研究不同流體在不同條件下的流量測量方法，并提供相應(yīng)的測量儀表。由于被測流體的特性復(fù)雜，測量條件又各不相同，從而產(chǎn)生了各種不同的測量方法和測量儀表。早期工業(yè)中使用的流量計主要有孔板、皮托管、浮子流量計三種，但被測介質(zhì)的范圍也較窄，測量準(zhǔn)確度也只滿足低水平的生產(chǎn)需要。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著國際經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，流量計量日益受到重視， 流量儀表隨之迅速發(fā)展起來。特別是近30年來，為滿足不同種類流體特性、不同流動狀態(tài)下的流量計量問題，先后研制出并投入使用的流量計有速度式流量計、容積流量計、動量式流量計、電磁流量計、超聲波流量計等幾十種新型流量計。
隨著工業(yè)生產(chǎn)向自動化方向的發(fā)展及人們?nèi)粘Ｉ畎l(fā)展的需要，流量儀表在整個儀表生產(chǎn)中所占比重越來越大，目前國內(nèi)外投入使用的流量計有l(wèi)OO多種。品種如此之多的原因就在于至今還沒找到一種流量儀表能適用所有流量測量的場合，每種產(chǎn)品都有它特定的適用性，也都有它的局限性。由于流量測量條件的復(fù)雜性以及科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對流量計量提出更新更高的要求，流量計量的現(xiàn)況遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)生活的需要，還有大量的流量計量技術(shù)問題有待進(jìn)一步研究解決。
目前主要存在的關(guān)鍵問題如下：
1．流量儀表的品種、規(guī)格、準(zhǔn)確度和可靠性尚不能*要求。特別對腐蝕性流體、臟污流體、高粘性流體、多相流體、特大流量、微小流量等的測量問題，有待發(fā)展有效的測量手段。
2．流量標(biāo)準(zhǔn)裝置不能滿足流量計檢定要求，尤其是缺乏現(xiàn)場進(jìn)行實液檢定流量計的技術(shù)手段。針對上述問題，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們利用的技術(shù)成果研制新型流量計，將超聲波、激光、電磁、核技術(shù)及微計算機(jī)等新技術(shù)引入流量計量領(lǐng)域， 使得無接觸、無活動部件和間接測量技術(shù)等大大發(fā)展，流量傳感器趨向電子化、數(shù)字化、多功能化，為流量計量開拓新的領(lǐng)域。新型流量計具有量程比寬、智能化、可靠性高、價格低廉、維修方便的特點(diǎn)【2】o
1．2智能電磁流量計基本原理
當(dāng)導(dǎo)體橫切磁場移動時，在導(dǎo)體中感應(yīng)出與速度成正此的電壓，開封電磁流量計就是按這條電磁感應(yīng)定律求得流體的流速和流量的。y圖1．1電磁流量計測量原理電磁流量計應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行測量，因此與發(fā)電機(jī)同一原理。也即，當(dāng)導(dǎo)體在磁場內(nèi)移動時，就得到與其速度成正比的感應(yīng)電動勢。用磁鐵夾住有流體流過的管子，磁力線就通過管子內(nèi)部，采用高輸入阻抗的電壓表測量由于流體運(yùn)動而引起的電動勢，就可以測量流速或流量【31。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在均勻磁場B(特斯拉)的作用下，一個寬度為D(米)的導(dǎo)體以速度V(米／秒)沿著與磁場垂直的方向移動時，感應(yīng)電動勢就為E=BDV(伏特)。其測量原理如圖1．1所示。如果在寬度為D且扁平的由絕緣體組成的管道內(nèi)通過一均勻速度為V的導(dǎo)電流體時，也可以感應(yīng)出等量的感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢和流速及體積流量Q(米3／秒)的關(guān)系式為： E=BDy=4BQ／萬D (1—1) 式1．1中，礦為通過管道橫截面上的流體平均流速。
在此需要說明，上式的成立是建立于以下條件假設(shè)成立的基礎(chǔ)上[4】【5】： 首先，假設(shè)磁場恒定不變，而且是均勻分布的。這樣就可以忽略導(dǎo)電液體在磁場中運(yùn)動所產(chǎn)生的另外兩種效應(yīng)的影響，即液體中感生電流對磁場分布的影響以及這一感生電流與電磁力相互作用對液體流動速度的影響。這兩種效應(yīng)在測量液體金屬時則不能忽略。
其次，假設(shè)被測液體的流速為軸對稱分布，而且液體中的感生電流與電場對稱，且平行于液體的軸向：另外，還假設(shè)液體的導(dǎo)電率是均勻和各向同性的，且不受電場或液體流動的影響。這樣就可排除“霍爾效應(yīng)"帶來的影響。通常情況下，由被測液體的導(dǎo)電率變化和液體溫度的非均勻性所引起的熱點(diǎn)效應(yīng)、離子遷移等現(xiàn)象，對流體測量的影響非常小。因此，可以假定這些現(xiàn)象都不存在，將其忽略不計。
再次，假設(shè)被測液體是非磁性的，并且它的磁導(dǎo)率w與真空磁導(dǎo)率件。一致。這樣，就可以忽略液體磁性與工作磁場間相互作用對流量測量的影響。因此，在上述條件假設(shè)成立下測量流量時，可以認(rèn)為感應(yīng)電動勢E與流體流速v(瞬時體積流量Q)成正比，且*是線性關(guān)系。勵磁和信號處理技術(shù)是衡量電磁流量計性能的兩個關(guān)鍵技術(shù)，電磁流量計的測量精確度和穩(wěn)定性與兩者密切相關(guān)。擴(kuò)展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、V錐流量計、V型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、插入渦街流量計、智能渦街流量計，更多信息請訪問開封中儀網(wǎng)站：
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