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测量原理;???????????????????? ;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1)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=BDu
式中,u为管道截面上的平均流速.由此可得管道的体积流量为:
????????????????????
?
;
qv=Dπe/4B
由上式可见,体积流量qv与感应电动势e和测量管内径和测量管内径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.这就是电磁流量计的测量原理.
要使公式严格成立,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。
;;励磁方式
一般有三种励碰方式
直流励磁
交流励磁
低频方波励磁
;直流励磁
直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁,它能产生一个恒定的均匀磁场.这种直流励磁变送器的最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,严重影响仪表的正常工作.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.
;;交流励磁
???
目前,工业上使用的电磁流量计,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.?
;低频方波励磁
直流励磁方式和交流励滋方式各有优缺点,为了充分发挥它们的优点,尽量避免它们的缺点,70年代以来,人们开始采用低频方波励磁方式.它的励磁电流波形如图所示,其频率通常为工频的1/4-l/10.
;;从图可见,在半个周期内,磁场是恒稳的直流磁场,它具有直流励磁的特点,受电磁干扰影响很小.从整个时间过程看,方波信号又是一个交变的信号,所以它能克服直流励滋易产生的极化现象.因此,低频方波励磁是一种比较好的励磁方式,目前已在电磁流量计上广泛的应用.概括一下,它具有如下几个优点:
①能避免交流磁场的正交电磁干扰;
②消除由分布电容引起的工频干扰;
③抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流;
④排除直流励磁的极化现象.
;;流量传感器安装
(1) 安装场所
通常电磁流量传感器外壳防护等极为IP65(GB 4208规定的防尘防喷水级),对安装场所有以下要求。
;1) 测量混合相流体时,选择不会引起相分离的场所;测量双组分液体时,避免装在混合尚未均匀的下游;测量化学反应管道时,要装在反应充分完成段的下游;
2)尽可能避免测量管内变成负压;
3)选择震动小的场所,特别对一体型仪表;
4)避免附近有大电机、大变压器等,以免引起电磁场干扰
5)易于实现传感器单独接地的场所;
6)尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体;
7)环境温度在-25/-10~50/600℃范围内,一体形结构温度还受制于电子元器件,范围要窄些;
8)环境相对湿度在10%~90%范围内;
9)尽可能避免受阳光直照;
10)避免雨水浸淋,不会被水浸没。
如果防护等级是IP67(防尘防浸水级)或IP68 (防尘防潜水级),则无需上述8)、10)两项要求。
;(2) 直管段长度要求
为获得正常测量精确度,电磁流量传感器上游也要有一定长度直管段,但其长度与大部分其它流量仪表相比要求较低。90o弯头、T形管、同心异径管、全开闸阀后通常认为只要离电极中心线(不是传感器进口端连接面)5倍直径(5D)长度的直管段,不同开度的阀则需10D;下游直管段为(2~3)D或无要求;但要防止蝶阀阀片伸入到传感器测量管内。各标准或检定规程所提出上下游直管段长度亦不一致,要求比通常要求高。
;(3) 安装位置和流动方向??
传感器安装方向水平、垂直或倾斜均可,不受限制。但测量固液两相流体最好垂直安装,自下而上流动。这样能避免水平安装时衬里下半部局部磨损严重,低流速时固相沉淀等缺点。?? 水平安装
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