智能電磁流量計的基本測量原理

    流量與溫度、壓力、物位等的測量同為熱工量測量，是工農業生產過程中的重要的測定參數之一，與溫度、壓力、物位、氣體成分并稱為過程檢測的五大參數。流量測量與人們的日常生活有著密不可分的關系。可以認為：生產過程tl動化是工業現代化的一個重要標志，而檢測技術是自動化技術的重要組成部分．隨著工業生產的不斷發展，科學技術的突飛猛進，特別是新材料、新結構的傳感器研制成功，以及微型計算機的廣泛開發應用，給流量檢測技術帶來了變革性的影響， 它們在流量檢測系統的準確性、快速性、可靠性和抗干擾等方面發揮了明顯的作用，大大豐富了流量檢測技術所包含的內容，擴大了流量檢測技術的應用范圍， 使流量檢測技術已發展成為--i'-J內容廣泛，并建立在多種學科發展基礎上的tl動化技術先行學科¨10J。
    在工業生產過程中，精確地計算出在某一時刻流體的瞬時流量和在一段時間間隔內的累積流量，既可以指導生產，同時也是規范工藝操作的需要和進行經濟核算的依據。然而，就流體流動量的檢測而言，要比溫度、壓力等其他參量檢測困難的多。其原因在于：流量這個參數受輸送流體的工作條件如壓力、溫度、流動狀態、流體的種類、形狀等參數的影響。這就是說，流量計的種類和品種是十分繁多的。其流量檢測的方法也非常多，以應用于各種不同的場合和各種不同的測量目的。通常，流量檢測依據以下四種測量原理：
   (1)利用伯努利方程，通過流體差壓信號反映流體流量，其中的典型應用是孔板和文丘里管；
  (2)利用測量流速間接測量測量流量，其中的典型應用電磁流量計和轉子流量計等；
  (3)容積式流量測量方法，即在單位時間內以標準固定體積對流動介質連續不斷地進行度量，以排出流體固定容積數來計算流量，其中的典型應用是橢圓齒輪流量計、旋轉活塞式流量計和刮板流量計等；
   (4)直接測量流體質量的質量流量測量方法，其中的典型應用是科甲奧利力質量流量計。電磁流量計就是根據法拉第電磁感應定律制成的測量導電流體體積流量的速度式流量計。
   1．2電磁流量計的基本原理
   1．2．1法拉第電磁感應定律
   法拉第通過實驗發現電磁感應現象【l】。實驗表明，通過導體回路所包圍的面積的磁通量發生變化時，在回路中就會產生感應電動勢及感應電流。此感應電動勢U與通過閉合回路面積的磁感應通量①。的變化率成正比： U．KdOB． n．1) 疵‘ 。這就是法拉第電磁感應定律【6，-。式中，比例系數足由實驗確定。在國際單位制中，【廠的單位為v，西。的單位為Wb，f的單位為s。如果K=I，并考慮u的方向，則式(1．1)可表示為： U。．．．．d．．O．．—B—(1-2) 出如果只考慮u的大小，就可以略去上式中皇墼的負號，即； dt U．壁笠：B．L．V (1．3) 出‘ 。式中，口為磁感應強度(Gs)， 三為磁場中作切割磁力線運動的導體在垂直磁場方向的長度(m)，y為導體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度(m／s)。感應電動勢的方向就是VxB矢量積的方向，可用右手定則來確定。由((1-3)式可知，當磁感應強度口恒定不變以及導體長度L為定長時，感應電動勢的大小僅與導體運動速度成正比。
   1．2．2智能電磁流量計傳感器的基本原理
   電磁流量傳感器就是利用法拉第電磁感應定律制成的乜8】，只是其中切割磁力線的導體不是一般的金屬導體，而是具有一定電導率的液體流柱，切割磁力線的、曲圖1．1電磁流量計傳感器工作原理O長度是兩電極之間的距離，近似等于液體流柱的直徑(如圖1．1)。根據(1．3)式可知，電極兩端感應電動勢的大小近似等于： U-B‘D‘y (1-4) 式(1-4)與式(1-3)不同的是用電極兩端的距離來代替L，而電極間的距離近似等于測量管內徑D，故可用D代替L。此外，還用被測液體的平均流速礦(m／s)代替了導體的運動速率y． 根據(1．4)式可知，當磁感應強度占和兩電極閫的距離固定不變對，電極兩端產生的感應電動勢只與被測液體的平均流速成正比。在測量管內，穿過測量管橫截面的液體瞬時流量為： Q一{·D2-V (1-5) 4 將(1-4)式中的礦代入(1-5)式中，得Q衛4～D等(m3／s)(1-6) 即U一丟·Q(V) (1-7)
    由(1．7)式可以看出，當磁感應強度口和測量管內徑D一定時，感應電動勢u與瞬時體積流量Q是線性關系，而與其它物理參數無關，這也是電磁流量計的之一。在此需要說明，(1-7)式的成立是建立于以下條件假設成立的基礎上： 首先，假設磁場恒定不變，而且是均勻分布的。這樣就可以忽略導電液體在磁場中運動所產生的另外兩種效應的影響，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。這兩種效應在測量液體金屬時則不能忽略；
    其次，假設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，還假設液體的導電率是均勻和各向同性的，且不受電場或液體流動的影響。這樣我們就可排除“霍爾效應”帶來的影響。通常情況下，由被測液體的導電率變化和液體溫度的非均勻性所引起的熱點效應、離子遷移等現象，對流體測量的影響非常小。因此，我們可假定這些現象都不存在， 將其忽略不計；
    再次，假設被測液體是非磁性的，并且它的磁導率弘與真空磁導率件∥。一致。這樣，我們可忽略液體磁性與工作磁場間相互作用對流量測量的影響。可見，在上述條件假設成立下測定流量時，我們可以認為感應電動勢u與瞬時體積流量Q成正比，且*是線性關系。--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、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、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節流裝置、節流孔板、限流孔板等流量產品，更多有關電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網站：