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特指電磁波流量計的崗位理論

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放大字體  縮小字體    發(fā)布日期:2021-05-09  來源:儀器網(wǎng)  作者:Mr liao  瀏覽次數(shù):42
核心提示:電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進行流量測量的流量計??蓽y流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20 :1 以上,適用的工業(yè)管徑范圍寬,最大可達3m,輸出信號和被測流量成線性, 測量精度較高, 可測量電導(dǎo)率 5 s/cm的酸、堿、鹽溶

電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進行流量測量的流量計??蓽y流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20 :1 以上,適用的工業(yè)管徑范圍寬,最大可達3m,輸出信號和被測流量成線性, 測量精度較高, 可測量電導(dǎo)率 5 s/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
 
當(dāng)導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運動時,在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,感應(yīng)電勢的大小與導(dǎo)體在磁場中的有效長度及導(dǎo)體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。同理,導(dǎo)電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應(yīng)力線時,也會在管道兩邊的電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢。感應(yīng)電勢的方向由右手定則判定,感應(yīng)電勢的大小由下式確定:

 


 
Ex=BDv ----------------式( 1)
 
式( 1)中
 
Ex 感應(yīng)電勢, V;
 
B 磁感應(yīng)強度, T
 
D 管道內(nèi)徑, m
 
v 液體的平均流速, m/s
 
然而體積流量qv 等于流體的流速v 與管道截面積( D2)/4 的乘積,將式( 1)代入
 
該式得:
 
Qv=( D/4B)* Ex -------- -式( 2)
 
由上式可知,在管道直徑D 己定且保持磁感應(yīng)強度B 不變時,被測體積流量與感應(yīng)電勢呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電極, 就可引入感應(yīng)電勢Ex,測量此電勢的大小,就可求得體積流量。據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極,當(dāng)導(dǎo)電液體沿測量管軸線運動時, 導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢, 此感應(yīng)電勢由兩個檢測電極檢出,數(shù)值大小與流速成正比例,其值為:
 
E=B V D K
式中: E-感應(yīng)電勢;
K-與磁場分布及軸向長度有關(guān)的系數(shù);
B-磁感應(yīng)強度;
V-導(dǎo)電液體平均流速;
D-電極間距;(測量管內(nèi)直徑)
 
傳感器將感應(yīng)電勢E 作為流量信號, 傳送到轉(zhuǎn)換器, 經(jīng)放大, 變換濾波等信號處理后,用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA 輸出,報警輸出及頻率輸出,并設(shè)有RS-485 等通訊接口,并支持HART 和MODBUS 協(xié)議。
 
注:不同電磁流量計參數(shù)略有差異,使用時請務(wù)必查看說明書。
 
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,在磁感應(yīng)強度為B 的均勻磁場中,垂直于磁場方向放一個內(nèi)徑為D 的不導(dǎo)磁管道,當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速v 流動時,導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極則可以證明, 只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布,兩電極之間產(chǎn)生感生電動勢:

e=KBDv (3-36)式中, v 為管道截面上的平均流速, k 為儀表常數(shù)。由此可得管道的體積流量為:
qv= eD/4KB (3-37)
由上式可見,體積流量qv 與感應(yīng)電動勢e 和測量管內(nèi)徑D 成線性關(guān)系,與磁場的磁感應(yīng)強度B 成反比,與其它物理參數(shù)無關(guān)。這就是電磁流量計的測量原理。
 
需要說明的是,要使式(3 37) 嚴(yán)格成立,必須使電磁流量計測量條件滿足下列假定:
 
①磁場是均勻分布的恒定磁場;
 
②被測流體的流速軸對稱分布;
 
③被測液體是非磁性的;
 
④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性

 
關(guān)鍵詞: 感應(yīng) nbsp 流量 電勢 磁場
 
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