電磁流量計(jì)的原理和構(gòu)成

  一、電磁流量計(jì)的使用方法

           （選自GB/T 18660－2002）

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)描述了用于測(cè)量充滿(mǎn)封閉管道中導(dǎo)電液體流量的工業(yè)電磁流量計(jì)的原理和主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并涉及它們的安裝、運(yùn)行、特性以及校準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)定流量計(jì)在危險(xiǎn)環(huán)境中應(yīng)用的安全防護(hù)要求。它不適用于導(dǎo)磁性漿液及液態(tài)金屬的測(cè)量，也不適用于有衛(wèi)生要求的場(chǎng)合。

本標(biāo)準(zhǔn)包括交流勵(lì)磁型和脈沖直流勵(lì)磁型兩種流量計(jì)。

2應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)（略）

3定義（略）

4符號(hào)和單位

本標(biāo)準(zhǔn)使用下列符號(hào)

5基本理論

5．1概述

當(dāng)液體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)法拉第定律產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（見(jiàn)圖1）。如果磁場(chǎng)垂直于流動(dòng)液體的電絕緣管道，而液體的電導(dǎo)率又不太低，則裝在管壁上的兩個(gè)電極之間可測(cè)量到一個(gè)電壓，這電壓同磁通量密度、液體的平均流速以及兩個(gè)電極之間的距離成正比。這樣，就可以測(cè)得液體的流速，進(jìn)而測(cè)得液體的流量。

           圖1  電磁流量計(jì)原理圖

B－磁通密度；D－測(cè)量管內(nèi)徑；V－流量信號(hào)（電動(dòng)勢(shì)）；U－液體平均軸向流速

5.2 基本方程

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電壓強(qiáng)度可用下面的簡(jiǎn)式表達(dá)：

          V=kBL_eU…………………………………………（1）

在圓形管道中，體積流量是：

      ……………………………………………（2）

把方程（1）、（2）合并得：

    ……………………………………………（3）

或者

        ……………………………………………（4）

方程式（4）可以解釋為用各種方法產(chǎn)生一個(gè)校準(zhǔn)系數(shù)，如本標(biāo)準(zhǔn)第9章和GB/T18659中所述，該系數(shù)實(shí)際上通常是靠濕式校準(zhǔn)來(lái)得到。

6結(jié)構(gòu)和工作原理

6.1概述

如圖1和圖2所示，測(cè)量管置于磁場(chǎng)中，使導(dǎo)電液體的流動(dòng)方向同磁場(chǎng)相垂直。根據(jù)法拉第定律，液體在磁場(chǎng)中流動(dòng)，在與其流向和磁場(chǎng)相垂直的方向上產(chǎn)生一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由安裝在絕緣襯里上的兩個(gè)電極，或者通過(guò)測(cè)量管上在與磁場(chǎng)垂直的徑向平面上的一對(duì)電容耦合型絕緣電極，產(chǎn)生一個(gè)正比于流速的電位差，此電壓信號(hào)可通過(guò)一個(gè)二次裝置加以處理。基于這一原理的流量計(jì)可以測(cè)量從任何方向流經(jīng)測(cè)量管的流量。

             圖2 工業(yè)電磁流量計(jì)的構(gòu)成

電磁流量計(jì)是由檢測(cè)流過(guò)液體流速的一次裝置，和把一次裝置產(chǎn)生的低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成工業(yè)儀表可以接受的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)的二次裝置所組成。系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)同體積流量（或者平均流速）成正比的輸出信號(hào)。它僅于用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電的且非磁性的液體。

一次裝置和二次裝置可以組合成一個(gè)整體。

6.2一次裝置

電磁流量計(jì)的一次裝置包括導(dǎo)出參比信號(hào)的電子線(xiàn)路。

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