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淺談電磁流量計(jì)的基本原理

2022-05-20標(biāo)簽:電磁流量計(jì)

  在結(jié)構(gòu)上,電磁流量計(jì)由電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。傳感器安裝在工業(yè)過程管道上,它的作用是將流進(jìn)管道內(nèi)的液體體積流量值線性地變換成感生電勢(shì)信號(hào),并通過傳輸線將此信號(hào)送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝在離傳感器不太遠(yuǎn)的地方,它將傳感器送來的流量信號(hào)進(jìn)行放大,并轉(zhuǎn)換成流量信號(hào)成正比的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出,以進(jìn)行顯示,累積和調(diào)節(jié)控制。
 
  電磁流量計(jì)的基本原理:
 
  (一)測(cè)量原理根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)一導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí),在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢(shì)e,其方向由右手定則確定,其大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的長(zhǎng)度L及導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度u成正比,如果B,L,u三者互相垂直,則e=Blu(3-35)與此相仿.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中,垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)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u流動(dòng)時(shí),導(dǎo)電流體就切割磁力線.
 
  如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極(圖3—17)則可以證明,只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱分布,兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì):e=BD(3-36)式中,為管道截面上的平均流速.由此可得管道的體積流量為:qv=πDUˉ=(3-37)由上式可見,體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和測(cè)量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系,與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比,與其它物理參數(shù)無關(guān).這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理.
 
  需要說明的是,要使式(3—37)嚴(yán)格成立,必須使測(cè)量條件滿足下列假定:①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布;③被測(cè)液體是非磁性的;④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。圖3-17電磁流量計(jì)原理簡(jiǎn)圖1-磁極;2-電極;3-管道
 
  (二)勵(lì)磁方式勵(lì)磁方式即產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式.由前述可知,為使式(3—37)嚴(yán)格成立,第一個(gè)必須滿足的條件就是要有一個(gè)均勻恒定的磁場(chǎng).為此,就需要選擇一種合適的勵(lì)磁方式。
 
  目前,電磁流量計(jì)一般有三種勵(lì)碰方式,即直流勵(lì)磁、交流勵(lì)磁和低頻方波勵(lì)磁.現(xiàn)分別予以介紹.1.直流勵(lì)磁直流勵(lì)磁方式用直流電產(chǎn)生磁場(chǎng)或采用永久磁鐵,它能產(chǎn)生一個(gè)恒定的均勻磁場(chǎng).這種直流勵(lì)磁變送器的大優(yōu)點(diǎn)是受交流電磁場(chǎng)干擾影響很小,因而可以忽略液體中的自感現(xiàn)象的影響.但是,使用直流磁場(chǎng)易使通過測(cè)量管道的電解質(zhì)液體被極化,即電解質(zhì)在電場(chǎng)中被電解,產(chǎn)生正負(fù)離子.
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