电磁流量计
时间:2014-10-29 阅读:162
电磁流量计的原理
诞生于50-60年代随着电子技术的时代到来新型流量测量仪表也随着时代诞生了。是根据法拉第电磁感应定律制成的。由于其*的优点,目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量,如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;各种浆液流量测量,形成了*的应用领域。目前主要应用领域有炼铁、发电等。
在结构上,的主要组成部分是传感器和转换器组成。
(一)励磁方式
励磁方式即产生磁场的方式.由前述可知,为使式(3—37)严格成立,*个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场.为此,就需要选择一种合适的励磁方式。目前,一般有三种励碰方式,即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁.现分别予以介绍:
1.直流励磁
直流励磁方式用直流电产生磁场或采用*磁铁,它能产生一个恒定的均匀磁场.这种直流励磁变送器的zui大优点是受交流电磁场干扰影响很小,因而可以忽略液体中的自感现象的影响.但是,使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化,即电解质在电场中被电解,产生正负离子.在电场力的作用下,负离子跑向正极,正离子跑向负极.如图3—18所示.这样,将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围,严重影响的正常工作.所以,直流励磁一般只用于测量非电解质液体,如液态金属等.
2.交流励磁
目前,工业上使用的,大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式,即它的磁场是由正弦交变电流产生的,所以产生的磁场也是一个交变磁场.交变磁场变送器的主要优点是消除了电极表面的极化于扰.另外,由于磁场是交变的,所以输出信号也是交变信号,放大和转换低电平的交流信号要比直流信号容易得多.
如果交流磁场的磁感应强度为
B=Bm sint:(3-38)
则电极上产生的感生电动势为
e=Bm Dsint; (3-39)
由上式可见,体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系,与磁场的磁感应强度B成反比,与其它物理参数无关.这就是的测量原理.
需要说明的是,要使式(3—37)严格成立,必须使测量条件满足下列假定:
①磁场是均匀分布的恒定磁场;
②被测流体的流速轴对称分布;
③被测液体是非磁性的;
④被测液体的电导率均匀且各向同性。
1-磁极;2-电极;3-管道
(一)测量原理
根据法拉第电磁感应定律,当一导体在磁场中运动切割磁力线时,在导体的两端即产生感生电势e,其方向由右手定则确定,其大小与磁场的磁感应强度B,导体在磁场内的长度L及导体的运动速度u成正比,如果B, L,u三者互相垂直,则
e=Blu;(3-35)
与此相仿.在磁感应强度为B的均匀磁场中,垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道,当导电液体在管道中以流速u流动时,导电流体就切割磁力线.如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极(图3—17)则可以证明,只要管道内流速分布为轴对称分布,两电极之间也特产生感生电动势:
e=BD; (3-36)
式中,为管道截面上的平均流速.由此可得管道的体积流量为:
qv=πDUˉ=; (3-37)
由上式可见,体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系,与磁场的磁感应强度B成反比,与其它物理参数无关.这就是的测量原理.
需要说明的是,要使式(3—37)严格成立,必须使测量条件满足下列假定:
①磁场是均匀分布的恒定磁场;
②被测流体的流速轴对称分布;