電磁給水流量計原理圖
電磁給水流量計是根據法拉*電磁感應定律進(jìn)行流量測量的流量計。電磁給水流量計的優(yōu)點(diǎn)是壓損*小,可測流量范圍大。*大流量與*小流量的比值一般為20:1以上,適用的工業(yè)管徑范圍寬,*大可達3m,輸出信號和被測流量成線(xiàn)性,精確度較高,可測量電導率≥5μs/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。
當導體在磁場(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運動(dòng)時(shí),在導體中會(huì )產(chǎn)生感應電勢,感應電勢的大小與導體在磁場(chǎng)中的有效長(cháng)度及導體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運動(dòng)的速度成正比。同理,導電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應力線(xiàn)時(shí),也會(huì )在管道兩邊的電*上產(chǎn)生感應電勢。感應電勢的方向由右手定則判定,感應電勢的大小由下式確定:
Ex=BDv----式(1)
式中Ex-感應電勢,V;
B-磁感應強度,T
D-管道內徑,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己定且保持磁感應強度B不變時(shí),被測體積流量與感應電勢呈線(xiàn)性關(guān)系。若在管道兩側各插入一根電*,就可引入感應電勢Ex,測量此電勢的大小,就可求得體積流量。
據法拉*電磁感應原理,在與測量管軸線(xiàn)和磁力線(xiàn)相垂直的管壁上安裝了一對檢測電*,當導電液體沿測量管軸線(xiàn)運動(dòng)時(shí),導電液體切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生感應電勢,此感應電勢由兩個(gè)檢測電*檢出,數值大小與流速成正比例,其值為:
E=B·V·D·K
式中:E-感應電勢;
K-與磁場(chǎng)分布及軸向長(cháng)度有關(guān)的系數;
B-磁感應強度;
V-導電液體平均流速;
D-電*間距;(測量管內直徑)
傳感器將感應電勢E作為流量信號,傳送到轉換器,經(jīng)放大,變換濾波等信號處理后,用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量。轉換器有4~20mA輸出,報警輸出及頻率輸出,并設有RS-485等通訊接口,并支持HART和MODBUS協(xié)議。
注:不同電磁給水流量計參數略有差異,使用時(shí)請務(wù)必查看說(shuō)明書(shū)。
根據法拉*電磁感應定律,在磁感應強度為B的均勻磁場(chǎng)中,垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內徑為D的不導磁管道,當導電液體在管道中以流速v流動(dòng)時(shí),導電流體就切割磁力線(xiàn).如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對電*則可以證明,只要管道內流速分布為軸對稱(chēng)分布,兩電*之間產(chǎn)生感生電動(dòng)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。由此可得管道的體積流量為:
qv= πeD/4KB (3-37)
由上式可見(jiàn),體積流量qv與感應電動(dòng)勢e和測量管內徑D成線(xiàn)性關(guān)系,與磁場(chǎng)的磁感應強度B成反比,與其它物理參數無(wú)關(guān)。這就是電磁給水流量計的測量原理。
需要說(shuō)明的是,要使式(3-37)嚴格成立,必須使電磁給水流量計測量條件滿(mǎn)足下列假定:
①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);
②被測流體的流速軸對稱(chēng)分布;
③被測液體是非磁性的;
④被測液體的電導率均勻且各向同性。
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