電磁流量計的權(quán)重函數(shù)
電磁流量計的權(quán)重函數(shù)
根據(jù)電磁流量計的原理，把在管道內(nèi)流動的導(dǎo)電液體流動看成是導(dǎo)體的運(yùn)動，當(dāng)管道置于磁場內(nèi)，在與磁場方向、管道的中心軸、管道的直徑三者相互垂直的管道位置，裝兩個與液體相接觸的電極，那么，管道的直徑可以看成導(dǎo)體的長度，液體相對于電極流動，這樣就可以看成導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁力線運(yùn)動， 這時候兩電極能夠感應(yīng)出電動勢來。實際的情況是磁場只能在有限范圍內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B相對均勻分布。而且對于空間中質(zhì)點(diǎn)的速度分布并非處處相等，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的速度也是矢量。這樣看來，導(dǎo)電流體在磁場內(nèi)流動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢遠(yuǎn)比一般導(dǎo)體在磁場內(nèi)作切割磁力線運(yùn)動， 導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電動勢的情況復(fù)雜的多。因此，必須從微觀上去認(rèn)識電磁流量計是如何工作的。根據(jù)電磁場的理論基礎(chǔ)麥克斯韋方程組，開封電磁流量計的基本微分方程： V2U=眈萬(2．1) 假設(shè)方程的邊界條件，可求得兩電極間的感應(yīng)電勢【5】： 五=三ff-“，，，口泗(，，p步礦(，，秒>矗柑口(2．2) r死oo 式中刪小喜(_1)“；cos2肌而老褊∞， ^tl “ 口。+=z口一I工一一y一卜卜I石’+y‘J w被稱為權(quán)重函數(shù)，圖2—1所示電極斷面二維情況的權(quán)重函數(shù)。圖2—1權(quán)重函數(shù)
1．1權(quán)重函數(shù)的物理意義
對于公式(2—2)表明，傳感器兩電極間的電位差由處在工作磁場中的測量管內(nèi)所有流體微元感應(yīng)電勢的積分。由于討論的磁場是均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為恒值，取圓管軸向方向的平均流速為V，可以得到流體微元的感應(yīng)電勢： 硒=笳帆打(24) 這里，df為測量管道中的某一點(diǎn)的微元體積，df=出咖出。公式說明權(quán)重函數(shù)能夠表示工作磁場中的有效區(qū)域內(nèi)任何微小流體微元切割磁力線所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢對兩電極間的電位差所起的作用大小。反過來說，即使磁場和流速場在測量管圓周管道內(nèi)處處相等，測量管道的不同位置的流體微元切割磁力線產(chǎn)生電動勢也不會等同地貢獻(xiàn)給兩電極產(chǎn)生流量信號。這就是說，權(quán)重函數(shù)是描述有效區(qū)域內(nèi)各產(chǎn)生的電動勢不能全部貢獻(xiàn)給電極間流量信號，而由幾何位置所造成的衰減系數(shù)。圖2—1所反映的是在二維情況下圓管道斷面內(nèi)的等勢線。從對權(quán)重函數(shù)的分析中，就能夠解釋圓周內(nèi)接近管壁的流速等于零，安裝在管壁上的電極反而可以拾取流量信號的原因了。權(quán)重函數(shù)是一個與測量管尺寸、幾何形狀(包括電極)有關(guān)的空間函數(shù)。它與流速場、磁場分布狀態(tài)無關(guān)。它所反映的是測量段電場的電位分布。
1．2權(quán)重函數(shù)的實際應(yīng)用
權(quán)重函數(shù)是對電磁流量計信號靜電場分布的數(shù)學(xué)解析提出來的。它的存在使我們能夠從理論上認(rèn)識電極間感應(yīng)的流量信號的本質(zhì)，通過權(quán)重函數(shù)能夠把電磁場和流速緊密地聯(lián)系起來。因此，研究權(quán)重函數(shù)不僅僅是為了認(rèn)識它，更重要的是掌握它，應(yīng)用它。有了權(quán)重函數(shù)理論，可以指導(dǎo)設(shè)計出不受流速分布影響，或者受流速分布影響較小的電磁流量傳感器結(jié)構(gòu)，限度地發(fā)揮電磁流量計對流速分布不敏感這一優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，利用權(quán)重函數(shù)的理論，也可以開發(fā)電磁流量計新的產(chǎn)品和開拓新的使用領(lǐng)域。非滿管電磁流量計的測量原理，就是流體在管道內(nèi)的不同液面下， 依據(jù)不同的權(quán)重函數(shù)產(chǎn)生信號的不同來檢測流速和流體截面積，從而測量流量。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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