摘要：熱水流量計(jì)是一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的測(cè)量?jī)x表。熱水流量計(jì)能夠精確測(cè)量各種導(dǎo)電流體和固液二相體的體積流量，自從上個(gè)世紀(jì)50年代已經(jīng)開始被廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、醫(yī)藥以及食品制造等各個(gè)領(lǐng)域。近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，熱水流量計(jì)得到了越來越普遍的應(yīng)用和推廣。本文以熱水流量計(jì)的測(cè)量原理為突破口，從熱水流量計(jì)的結(jié)構(gòu)、選擇與安裝三個(gè)方面對(duì)熱水流量計(jì)的作用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。
熱水流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)液體的體積流量的測(cè)量?jī)x表。熱水流量計(jì)的變送器內(nèi)有涂層或襯里，對(duì)原水、污水以及工業(yè)生產(chǎn)用的各種酸堿溶液的流量均能進(jìn)行測(cè)量，并且檢測(cè)過程中不受被測(cè)量介質(zhì)的溫度、壓力以及流動(dòng)狀態(tài)等變化的影響，具有一定的穩(wěn)定性和可靠性，測(cè)量范圍寬、適用范圍廣。
一、熱水流量計(jì)的測(cè)量原理
熱水流量計(jì)是一種導(dǎo)電液體體積流量的測(cè)量?jī)x表，其測(cè)量是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行的。我們已經(jīng)知道，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體自身會(huì)產(chǎn)生一定的感應(yīng)電勢(shì)。同理，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線時(shí)，也會(huì)在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。根據(jù)右手定則可以判定感應(yīng)電勢(shì)的方向，根據(jù)以下公式可以計(jì)算出感應(yīng)電勢(shì)的大?。?/p>
Ex=BDv （1）
在以上公式中，Ex代表導(dǎo)體的感應(yīng)電勢(shì)；B表示磁感應(yīng)強(qiáng)度；D代表測(cè)量管道的內(nèi)部直徑；而v則代表液體的平均流速。又因?yàn)轶w積流量qv等于流體的流速v與管道的截面積（πD）/4的乘積，因此，將（1）代入，可以知道：
Qv=（πD/4B）*Ex （2）
根據(jù)（2）式可知，在管道直徑D與磁感應(yīng)強(qiáng)度B兩個(gè)量不變的情況下，被測(cè)導(dǎo)電液體的體積流量與感應(yīng)電勢(shì)呈線性關(guān)系。在這種情況下，在管道兩側(cè)各插入一根電極，此時(shí)可以引入感應(yīng)電勢(shì)Ex，根據(jù)公式（2）測(cè)量此時(shí)的感應(yīng)電勢(shì)大小，就可以求得導(dǎo)電液體的體積流量。這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理。
二、熱水流量計(jì)的應(yīng)用
（一）熱水流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
1.測(cè)量管
熱水流量計(jì)是用來測(cè)量日常生活用水和各種工業(yè)用水的體積流量的儀表，考慮到被測(cè)液體的腐蝕性，測(cè)量管的內(nèi)部一般都會(huì)加上襯里材料。
2.勵(lì)磁系統(tǒng)
為了克服脈沖DC勵(lì)磁、高頻勵(lì)磁、低頻勵(lì)磁等勵(lì)磁方式的缺點(diǎn)，使得測(cè)量不受流量噪聲的影響，有的廠家已經(jīng)生產(chǎn)出雙頻勵(lì)磁的勵(lì)磁方式。采用這種勵(lì)磁方式的熱水流量計(jì)抗噪聲能力強(qiáng)，具有測(cè)量精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。
3.檢測(cè)部分
熱水流量計(jì)的檢測(cè)部分主要由電極和干擾調(diào)整部分構(gòu)成。采用熱水流量計(jì)進(jìn)行體積流量測(cè)量的液體有些具有腐蝕性，電極要與被測(cè)液體直接接觸，因此電極的選擇必須具有較強(qiáng)的抗腐蝕性。
4.變送部分
由于熱水流量計(jì)的變送器的主要作用是將傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換成與被測(cè)液體的體積流量成正比的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出出去，因此變送器必須具有較高的穩(wěn)定性、較準(zhǔn)確的精度以及較強(qiáng)的抗干擾能力。
（二）熱水流量計(jì)的選擇
簡(jiǎn)單地說，熱水流量計(jì)主要是由傳感器和變送器兩部分構(gòu)成的。由于變送器可以根據(jù)傳感器進(jìn)行調(diào)整，因此電磁流量計(jì)的選擇實(shí)際上就是傳感器的選擇。熱水流量計(jì)傳感器的選擇，應(yīng)該考慮以下幾個(gè)因素：
1.口徑和量程
正常流量保持在流量的50%-70%之間，流速一般選擇2-4m/s為宜。流速確定以后，我們可以根據(jù)公式q=πD2v/4來確定口徑。
2.腐蝕性
考慮到被測(cè)液體的腐蝕性，測(cè)量管的內(nèi)部一般都會(huì)加上襯里材料。在傳感器的選擇中，我們應(yīng)該根據(jù)各種被測(cè)液體腐蝕性的不同選擇不同的內(nèi)襯和電極材料。
3.介質(zhì)
熱水流量計(jì)是用來測(cè)量各種導(dǎo)電介質(zhì)液體的體積流量的儀表，其測(cè)量是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行的。由于介質(zhì)必須具有導(dǎo)電性才能夠切割磁力線，因此熱水流量計(jì)不能測(cè)量蒸汽、石油以及氣體等非導(dǎo)電流體的流量，這是我們需要注意的。
4.溫度和壓力
被測(cè)液體的溫度可能會(huì)對(duì)電磁流量計(jì)造成一定的影響，因此我們應(yīng)該根據(jù)溫度的不同選擇不同內(nèi)襯的流量計(jì)。另外，熱水流量計(jì)的使用壓力也不能夠超過流量計(jì)自身的耐壓。
（三）流量計(jì)的安裝
1.安裝場(chǎng)所的要求
電磁流量傳感器外殼防護(hù)等極為IP68，對(duì)電磁流量計(jì)的安裝場(chǎng)所必須嚴(yán)格要求。首先，根據(jù)被測(cè)液體的不同選擇不同的安裝場(chǎng)所?；旌舷嗔黧w的測(cè)量應(yīng)該選擇那些不會(huì)引起混合液體相互分離的場(chǎng)所進(jìn)行，雙組分液體的測(cè)量則應(yīng)該避免將電磁流量傳感器安裝在混合尚未均勻的下游，而那些測(cè)量化學(xué)反應(yīng)的管道則需要將傳感器安裝在反應(yīng)充分完成段的下游。其次，電磁流量傳感器的安裝應(yīng)該避開那些電磁干擾較大以及周圍具有高濃度、腐蝕性較強(qiáng)的氣體的場(chǎng)所。最后，陽(yáng)光直照和震動(dòng)對(duì)電磁流量的使用也具有不良影響，因此傳感器的安裝應(yīng)該盡量避開有陽(yáng)光直照和震動(dòng)大的場(chǎng)所。
2.熱水流量計(jì)的接地
熱水流量計(jì)傳感器及介質(zhì)必須具有相同的電勢(shì)，才能避免電極遭到腐蝕性破壞，保證測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度，這就是所謂等電勢(shì)。等電勢(shì)的形成，是通過在傳感器內(nèi)安裝的參考電極來保證的。如果被測(cè)液體在無襯里并接地的金屬管中流動(dòng)，可以通過連接到變送器的外殼來滿足接地要求；如果管道材料不具有導(dǎo)電性，就必須使用接地環(huán)，滿足測(cè)量要求。
結(jié)語(yǔ)
研究表明，熱水流量計(jì)可測(cè)量電導(dǎo)率≥1μs/cm的各種具有導(dǎo)電性的液體的體積流量，可測(cè)流量范圍大。目前，因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，熱水流量計(jì)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品、化纖、造紙、礦冶、給排水、制藥等各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，專業(yè)技術(shù)人員在熱水流量計(jì)功率損耗的降低、抗電磁干擾能力的增強(qiáng)以及耐高溫高壓性能的提高等方面不斷進(jìn)行探索，熱水流量計(jì)將會(huì)在更多領(lǐng)域得到更廣泛地推廣與應(yīng)用，給現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活帶來更多的便利。
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