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電磁流量計任務道理

來歷:作者:頒發時候:2016-09-26 10:28:34

         電磁流量計(Eletromagnetic Flowmeters,簡稱EMF)是20世紀50~60年月跟著電子手藝的成長而敏捷成長起來的新型流量丈量儀表。電磁流量計是按照法拉第電磁感到定律制成的,電磁流量計用來丈量導電液體體積流量的儀表。因為其怪異的長處,電磁流量計今朝已普遍地被操縱于產業進程中各類導電液體的流量丈量,如各類酸、堿、鹽等侵蝕性介質;電磁流量計各類漿液流量丈量,構成了怪異的操縱范疇。上面就有小編為大師來具體先容以下電磁流量計任務道理

 
        在布局上,電磁流量計由電磁流量傳感器和轉換器兩局部構成。傳感器裝配在產業進程管道上,它的感化是將流進管道內的液體體積流量值線性地變更成感生電勢旌旗燈號,并經由進程傳輸線將此旌旗燈號送到轉換器。轉換器裝配在離傳感器不太遠的處所,它將傳感器送來的流量旌旗燈號停止縮小,并轉換成流量旌旗燈號成反比的規范電旌旗燈號輸入,以停止顯現,積累和調理節制。
 
電磁流量計任務道理
        電磁流量計任務道理是法拉第電磁感到定律,即導體在磁場中切割磁力線活動時,在導體兩頭會感到一個與磁場標的目的和導體活動標的目的彼此垂直的感到電動勢。感到電動勢的巨細與感到強度和活動速率成反比。導電性液體在垂直于磁場的非磁性丈量管內活動,與活動標的目的垂直的標的目的上發生與流量成比例的感到電勢,其值以下式:
        E=K×B×D×V
式中 E----- 感到電動勢,即流量旌旗燈號,V。
         K----- 傳感器的批改系數。
         B----- 磁感到強度,T。
         D---- 電極間距及丈量管內徑,m。
         V---- 導電介質的平均流速,m/s。
電磁流量計任務道理圖電磁流量計丈量道理
電磁流量計任務道理
(一)丈量道理
        按照法拉第電磁感到定律,當一導體在磁場中活動切割磁力線時,在導體的兩頭即發生感生電勢e,其標的目的由右手定章肯定,其巨細與磁場的磁感到強度B,導體在磁場內的長度L及導體的活動速率u成反比,若是B, L,u三者相互垂直,則
        e=Blu       (3-35)
        與此相仿.在磁感到強度為B的平均磁場中,垂直于磁場標的目的放一個內徑為D的不導磁管道,當導電液體在管道中以流速u活動時,導電流體就切割磁力線.若是在管道截面上垂直于磁場的直徑兩頭裝配一對電極(圖3—17)則能夠證實,只需管道內流速散布為軸對稱散布,兩電極之間也特發生感生電動勢:
        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與感到電動勢e和丈量管內徑D成線性干系,與磁場的磁感到強度B成反比,與別的物理參數有關.這便是電磁流量計的丈量道理.
 
須要申明的是,要使式(3—37)嚴酷建立,必須使丈量前提知足以下假設:
        ①磁場是平均散布的恒定磁場;
        ②被測流體的流速軸對稱散布;
        ③被測液體長短磁性的;
        ④被測液體的電導率平均且各向異性。
 
圖3-17電磁流量計道理簡圖
電磁流量計丈量道理圖
1-磁極;2-電極;3-管道
 
(二)勵磁體例任務道理
        勵磁體例即發生磁場的體例.由前述可知,為使式(3—37)嚴酷建立,很好個必須知足的前提便是要有一個平均恒定的磁場.為此,就須要挑選一種適合的勵磁體例。今朝,普通有三種勵碰體例,即直流勵磁、交換勵磁和低頻方波勵磁.現別離將這三種電磁流量計任務道理予以先容.
 
1.直流勵磁
        直流勵磁體例用直流電發生磁場或接納永遠磁鐵,它能發生一個恒定的平均磁場.這類直流勵磁變送器的大長處是受交換電磁場攪擾影響很小,是以能夠疏忽液體中的自感景象的影響.可是,操縱直流磁場易使經由進程丈量管道的電解質液體被極化,即電解質在電場中被電解,發生正負離子.在電場力的感化下,負離子跑向正極,正離子跑向負極.如圖3—18所示.如許,將致使正負電極別離被相反極性的離子所包圍,嚴峻影響電磁流量計的普通任務.以是,直流勵磁普通只用于丈量非電解質液體,如液態金屬等.
電磁流量計直流勵磁體例
2.交換勵磁
        今朝,產業上操縱的電磁流量計,多數接納工頻(50Hz)電源交換勵磁體例,即它的磁場是由正弦交變電流發生的,以是發生的磁場也是一個交變磁場.交變磁場變送器的首要長處是消弭了電極外表的極化于擾.別的,因為磁場是交變的,以是輸入旌旗燈號也是交變旌旗燈號,縮小和轉換低電平的交換旌旗燈號要比直流旌旗燈號輕易很多. 
        若是交換磁場的磁感到強度為
        B=Bm sint             (3-38)
        則電極上發生的感生電動勢為
        e=Bm Dsint            (3-39)
        被測體積流量為
        qv= D                  (3-40)
        式中Bm――磁場磁感到強度的大值;
        ――勵磁電流的角頻次,=2f;
        t――時候;
        f――電源頻次.
 
由式(3-40)可知,當丈量管內徑D穩定,磁感到強度Bm為必然值時,兩電極上輸入的感生電動勢e與流量qv成反比.這便是交換磁場電磁流質變送器的根基電磁流量計任務道理.
        值得注重的是,用交換磁場會帶來一系列的電磁攪擾題目.比方正交攪擾.同相攪擾等,這些攪擾旌旗燈號與有用的流量旌旗燈號稠濁在一路.是以,若何精確辨別流量旌旗燈號與攪擾旌旗燈號,并若何有用地按捺和解除各類攪擾旌旗燈號,就成為交換勵磁電磁流量計研制的主要課題。
 
3.低頻方波勵磁
        直流勵磁體例和交換勵滋體例各有優錯誤謬誤,為了充實闡揚它們的長處,盡可能防止它們的錯誤謬誤,70年月以來,人們起頭接納低頻方波勵磁體例.它的勵磁電流波形如圖3—19所示,其頻次凡是為工頻的1/4-l/10.
圖3-19電磁流量計方波勵磁電流波形
        從圖3-19可見,在半個周期內,磁場是恒穩的直流磁場,它具備直流勵磁的特色,受電磁攪擾影響很小.從全部時候進程看,方波旌旗燈號又是一個交變的旌旗燈號,以是它能降服直流勵滋易發生的極化景象.是以,低頻方波勵磁是一種比擬好的勵磁體例,今朝已在電磁流量計上普遍的操縱.歸納綜合一下,電磁流量計具備以下幾個長處:
        ①電磁流量計能防止交換磁場的正交電磁攪擾;
        ②電磁流量計消弭由散布電容引發的工頻攪擾;
        ③電磁流量計按捺交換磁場在管壁和流體外部引發的電渦流;
        ④電磁流量計解除直流勵磁的極化景象.
 
按照上述筆墨和圖片,大師對電磁流量計任務道理或說丈量道理應當有了一個明白的領會,若是大師還想深切領會電磁流量計任務道理,能夠拜候網站的行業靜態外面的手藝文章或本頁面左邊和底部的相干文章。
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