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電磁流量計(jì)的原理

2013年12月29日 20:45:30人氣:1048來源:承德正強(qiáng)儀表銷售有限公司

  電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測量的流量計(jì)。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小,可測流量范圍大。zui大流量與zui小流量的比值一般為20:1以上,適用的工業(yè)管徑范圍寬,zui大可達(dá)3m,輸出信號和被測流量成線性,度較高,可測量電導(dǎo)率≥1μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
  
  一、測量原理
  
  當(dāng)導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動時(shí),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)體在磁場中的中效長度及導(dǎo)體在磁場中作垂直于磁場方向運(yùn)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(shí),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)
  
  式中Ex—感應(yīng)電勢,V;
  
  B—磁感應(yīng)強(qiáng)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(πD2)/4的乘積,將式(1)代入該式得:
  
  Qv=(πD/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(qiáng)度B不變時(shí),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。
  
  二、電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
  
  電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。
  
  磁路系統(tǒng):其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場。直流磁路用*磁鐵來實(shí)現(xiàn),其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單,受交流磁場的干擾較小,但它易使通過測量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化,使正電極被負(fù)離子包圍,負(fù)電極被正離子包圍,即電極的極化現(xiàn)象,并導(dǎo)致兩電極之產(chǎn)蝗內(nèi)阻增大,因而嚴(yán)重影響儀表正常工作。當(dāng)管道直徑較大時(shí),*磁鐵相應(yīng)也很大,笨重且不經(jīng)濟(jì),所以電磁流量計(jì)一般采用交變磁場,且是50HZ工頻電源激勵(lì)產(chǎn)生的。
  
  測量導(dǎo)管:其作用是讓被測導(dǎo)電性液體通過。為了使磁力線通過測量導(dǎo)管時(shí)磁通量被分流或短路,測量導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成,可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等。
  
  電極:其作用是引出和被測量成正比的感應(yīng)電勢信號。電極一般用非導(dǎo)磁的不銹鋼制成,且被要求與襯里齊平,以便流體通過時(shí)不受阻礙。它的安裝位置宜在管道的垂直方向,以防止沉淀物堆積在其上面而影響測量精度。
  
  外殼:應(yīng)用鐵磁材料制成,是分配制度勵(lì)磁線圈的外罩,并隔離外磁場的干擾。
  
  襯里:在測量導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上,有一層完整的電絕緣襯里。它直接接觸被測液體,其作用是增加測量導(dǎo)管的耐腐蝕性,防止感應(yīng)電勢被金屬測量導(dǎo)管管壁短路。襯里材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
  
  轉(zhuǎn)換器:由液體流動產(chǎn)生的感應(yīng)電勢信號十分微弱,受各種干擾因素的影響很大,轉(zhuǎn)換器的作用就是將感應(yīng)電勢信號放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號并抑制主要的干擾信號。其任務(wù)是把電極檢測到的感應(yīng)電勢信號Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號。
  
  三、電磁流量計(jì)的選用與安裝
  
  電磁流量計(jì)的合理選用及正確安裝對提高流量計(jì)的測量精度和延長儀表壽命,都是極其重要的。其選用原則有以下四點(diǎn):
  
  1、被測流體必須是導(dǎo)電液體,它不能測量氣體、蒸汽、石油制品、干油、酒精等物質(zhì),也不能測量純凈水。
  
  2.口徑與量程的選擇。流量計(jì)口徑比管道內(nèi)徑小,流量計(jì)的量程根據(jù)不低于預(yù)計(jì)的zui大流量值的原則選擇滿量程刻度,常用流量超過滿量程的50%,這樣可獲得較高的測量精度。常用流速為2-4m/szui合適。
  
  3、壓力的選擇:使用壓力必須低于電磁流量計(jì)額定工作壓力,一般不超過16×105Pa。
  
  4、溫度的選擇。被測介質(zhì)溫度不能超過襯里材料的容許使用溫度一般≤200℃。
  
  電磁流量計(jì)的安裝注意事項(xiàng):
  
  1、安裝位置。電磁流量計(jì)可以垂直、水平安裝,但推薦垂直安裝,且被測流體是自下而上流動。也可以水平安裝,但要使兩電極在同一水平面上。水平安裝時(shí)要保證在何時(shí)測量導(dǎo)管都充滿液體。
  
  2、電磁流量計(jì)信號比較弱,滿量程時(shí)只有幾毫伏,且流量很小時(shí),只有幾微伏,外界稍有干擾就會影響到測量精度。因此,流量計(jì)的外殼、屏蔽線、測量導(dǎo)管都要接地。要求單獨(dú)設(shè)置接地點(diǎn),千萬不要連接在電機(jī)或上、下管道上。
  
  3、流量計(jì)的安裝地點(diǎn)要遠(yuǎn)離一切磁源(如大功率電機(jī)、變壓器等)。
  
  4、電磁流量計(jì)是速度式流量計(jì)。當(dāng)流線頒布不符合設(shè)定條件時(shí),將產(chǎn)生測量誤差。因此,在電磁流量計(jì)前必須有10D左右的直管段,以消除各種局部阻力對流線分布對稱性的影響。(end)
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