關(guān)于水流量計的測量原理介紹
點(diǎn)擊次數:3962 發(fā)布時(shí)間:2021-09-09 01:36:06
1、基于使用電磁流量計的工作原理
水流量計測量原理是基于法拉*電磁感應規律。流量計的測量管是一內襯絕緣材料的非導磁合金短管。兩只電*沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電*頭于襯里內表面基本齊平。勵磁線(xiàn)圈由雙向方波脈沖勵磁時(shí),將在與測量管軸線(xiàn)垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場(chǎng)。此時(shí),如果具有一定電導率的流體流經(jīng)測量管,將切割磁力線(xiàn)感應出電動(dòng)勢E。電動(dòng)勢E正比于磁通量密度B,測量管內徑d與平均流速 的乘積、電動(dòng)勢E(流量信號)由電*檢出并通過(guò)電纜送至轉換器。轉換器將流量信號放大處理后,可顯示流體流量,并能輸出脈沖,模擬電流信號,用于流量的測量和控制。
式中: E---------為電*間的信號電壓(v)
B---------磁通密度(T)
d---------測量管內徑(m)
--------平均流速(m/s)
K---------常數
由于K為常數,勵磁電流是恒流的,故B也是常數,則由(1-1)式可知,體積流量Q與信號電壓E成正比,即流速感應的信號電壓E與體積流量Q成線(xiàn)性關(guān)系。因此,只要測量出E就可確定流量Q,這就是電磁流量計的基本工作原理。
由(1-1)式可知,被測流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、導電率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數不會(huì )影響測量結果。至于流動(dòng)狀態(tài)只要符合軸對稱(chēng)流動(dòng)(如層流或紊流)就不會(huì )影響測量結果的。因此說(shuō)電磁流量計是一種真正的體積流量計。
2、基于使用渦輪流量計的工作原理
水流量計流體流經(jīng)傳感器殼體,由于葉輪的葉片與流向有一定的角度,流體的沖力使葉片具有轉動(dòng)力矩,克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉,在力矩平衡后轉速穩定,在一定的條件下,轉速與流速成正比,由于葉片有導磁性,它處于信號檢測器(由永久磁鋼和線(xiàn)圈組成)的磁場(chǎng)中,旋轉的葉片切割磁力線(xiàn),周期性的改變著(zhù)線(xiàn)圈的磁通量,從而使線(xiàn)圈兩端感應出電脈沖信號,此信號經(jīng)過(guò)放大器的放大整形,形成有一定幅度的連續的矩形脈沖波,可遠傳至顯示儀表,顯示出流體的瞬時(shí)流量或總量。在一定的流量范圍內,脈沖頻率f與流經(jīng)傳感器的流體的瞬時(shí)流量Q成正比,流量方程為:
式中:
f——脈沖頻率[Hz]
k——傳感器的儀表系數[1/m3],由校驗單給出。
Q——流體的瞬時(shí)流量(工作狀態(tài)下)[m3/h]
3600——秒時(shí)換算系數
每臺傳感器的儀表系數由制造廠(chǎng)填寫(xiě)在檢定**中,k值設入配套的顯示儀表中,便可顯示出瞬時(shí)流量和累積總量。
3、基于使用渦街流量計的工作原理
水流量計在流體中設置非流線(xiàn)型旋渦發(fā)生體(阻流體),則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產(chǎn)生兩列有規則的旋渦,這種旋渦稱(chēng)為卡曼渦街,如圖(一)所示。
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱(chēng)地排列。設旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)來(lái)流的平均速度為V,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,根據卡曼渦街原理,有如下關(guān)系式:
f=StV/d 公式(1)
式中:
f-發(fā)生體一側產(chǎn)生的卡門(mén)旋渦頻率
St-斯特羅哈爾數(無(wú)量綱數)
V-流體的平均流速
d-旋渦發(fā)生體的寬度
由此可見(jiàn),通過(guò)測量卡門(mén)渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中,斯特羅哈爾數(St)是無(wú)因次未知數,
圖(二)表示斯特羅哈爾數(St)與雷諾數(Re)的關(guān)系。
在曲線(xiàn)表中St=0.17的平直部分,漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內流體的流速,由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數與體積量之比,稱(chēng)為儀表常數(K),見(jiàn)式(2)
K=N/Q(1/m³) 公式(2)
式中:K=儀表常數(1/m³)。
N=脈沖個(gè)數
Q=體積流量(m³)
上一篇:孔板流量計的概述及用途
下一篇:渦街流量計如何選型