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智能液體流量計工作原理

點擊次數(shù):1672 發(fā)布時間:2021-11-18 08:54:24

智能液體流量計是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律進行流量測量的流量計。智能液體流量計的優(yōu)點是壓損*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性,精確度較高,可測量電導(dǎo)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。

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當導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運動時,在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,感應(yīng)電勢的大小與導(dǎo)體在磁場中的有效長度及導(dǎo)體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。同理,導(dǎo)電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應(yīng)力線時,也會在管道兩邊的電*上產(chǎn)生感應(yīng)電勢。感應(yīng)電勢的方向由右手定則判定,感應(yīng)電勢的大小由下式確定:

Ex=BDv---式(1)

式中

Ex-感應(yīng)電勢,V;

B-磁感應(yīng)強度,T

D-管道內(nèi)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(yīng)強度B不變時,被測體積流量與感應(yīng)電勢呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電*,就可引入感應(yīng)電勢Ex,測量此電勢的大小,就可求得體積流量。


據(jù)法拉*電磁感應(yīng)原理,在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電*,當導(dǎo)電液體沿測量管軸線運動時,導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢,此感應(yīng)電勢由兩個檢測電*檢出,數(shù)值大小與流速成正比例,其值為:

E=B·V·D·K

式中:

E-感應(yīng)電勢;

K-與磁場分布及軸向長度有關(guān)的系數(shù);

B-磁感應(yīng)強度;

V-導(dǎo)電液體平均流速;

D-電*間距;(測量管內(nèi)直徑)

傳感器將感應(yīng)電勢E作為流量信號,傳送到轉(zhuǎn)換器,經(jīng)放大,變換濾波等信號處理后,用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出,報警輸出及頻率輸出,并設(shè)有RS-485等通訊接口,并支持HART和MODBUS協(xié)議。


注:不同智能液體流量計參數(shù)略有差異,使用時請務(wù)必查看說明書。


根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律,在磁感應(yīng)強度為B的均勻磁場中,垂直于磁場方向放一個內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道,當導(dǎo)電液體在管道中以流速v流動時,導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電*則可以證明,只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布,兩電*之間產(chǎn)生感生電動勢:

e=KBDv (3-36)

式中,v為管道截面上的平均流速,k為儀表常數(shù)。由此可得管道的體積流量為:

qv= πeD/4KB (3-37)

由上式可見,體積流量qv與感應(yīng)電動勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系,與磁場的磁感應(yīng)強度B成反比,與其它物理參數(shù)無關(guān)。這就是智能液體流量計的測量原理。


需要說明的是,要使式(3-37)嚴格成立,必須使智能液體流量計測量條件滿足下列假定:

①磁場是均勻分布的恒定磁場;

②被測流體的流速軸對稱分布;

③被測液體是非磁性的;

④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。

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