插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji)的工(gong)作原(yuan)理與(yu)優缺(que)點 發(fa)布時間:2018-09-06
插(cha)入式電磁(ci)流量計 與(yu)普通(tong)的 電(dian)磁(ci)流量計(ji) 原理相同(tong),插入(ru)式電(dian)磁(ci)流(liu)量計(ji)的測(ce)量原理同樣是基于(yu)法拉(la)第電(dian)磁感(gan)應定(ding)律U以(yi)以。不同的(de)是,插入式電磁(ci)流量(liang)計的(de)體積(ji)很小(xiao),易于(yu)安裝(zhuang)、拆換。現(xian)在市面(mian)上的插入(ru)式電(dian)磁流(liu)量計的檢(jian)測電(dian)極多(duo)數安(an)裝在(zai)自身(shen)底面(mian),極間(jian)距D很(hen)小,其結構如圖1-2所示(shi)。 在(zai)進行(hang)流量(liang)流速(su)測量(liang)時(shi),将其電(dian)極深(shen)入(ru)到流場(chang)内某(mou)一(yi)平面,着(zhe)重對(dui)電極(ji)所在(zai)位置(zhi)的點(dian)的流(liu)速情況進(jin)行測(ce)量。改變(bian)測量位(wei)置,測量不(bu)同點的流(liu)速(su),對這樣(yang)一系(xi)列(lie)的點進(jin)行流(liu)速測量後(hou),進行(hang)計(ji)算(suan)整合(he),得出(chu)整個目标(biao)流場(chang)的平(ping)均流(liu)速。所以說插入(ru)式電磁流(liu)量計是一(yi)種(zhong)點流速(su)的流量(liang)計(ji)。 依然(ran)以長(zhang)直圓管道(dao)流場流速(su)測量(liang)爲例(li)。測量時,将(jiang)插入式電(dian)磁流量計(ji)以平(ping)行Z軸(zhou),垂直于XOY面(mian)的方(fang)向插(cha)入管道内(nei)部。 插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量計内部的(de)勵磁控(kong)制電路(lu)控制(zhi)着勵(li)磁線(xian)圈,電路(lu)連(lian)通時(shi),産生(sheng)的勵磁電(dian)流通過勵(li)磁線(xian)圈,插入式電磁(ci)流量計(ji)周(zhou)圍産(chan)生均勻磁場Pi]。該(gai)磁場不會(hui)"充滿(man)’’整個(ge)管道,這也(ye)是插入式(shi)電磁(ci)流量(liang)計在測量(liang)時與普通(tong)電磁(ci)流量(liang)計(ji)最大的(de)不同處。 水(shui)流流(liu)經流(liu)量(liang)計(ji)切割(ge)磁感線,底(di)面電(dian)極檢(jian)測到(dao)感應(ying)電動(dong)勢(shi)。電(dian)極将(jiang)電信(xin)号傳(chuan)給轉(zhuan)換器,經過(guo)計算(suan),得到(dao)流量(liang)測量(liang)信号(hao)。 由(you)法拉第(di)電磁(ci)感應定律(lü),插入式電(dian)磁流(liu)量計(ji)的基(ji)本微(wei)分方(fang)程(cheng)可表示(shi)爲: ▽2U=▽×(`Vx`B) (1-4) 等式左邊的(de)U表示的是,電極(ji)的感(gan)應電(dian)壓,等(deng)式右(you)邊的(de)V和B分(fen)别表(biao)示(shi)的(de)是流(liu)體的流(liu)速(su)和勵(li)磁線(xian)圈所(suo)産生(sheng)的磁感應(ying)強度(du),流速(su)是(shi)給(gei)定的(de),磁感(gan)應強(qiang)度受(shou)控也(ye)基(ji)本(ben)不變(bian)。求解上述(shu)積分方程一定要知(zhi)道邊界條(tiao)件,我們用積(ji)分表達(da)式的(de)方法來計(ji)算泊(bo)松(song)方程的(de)邊界問題(ti),泊松(song)方程如(ru)下; 爲了(le)求解兩(liang)個(ge)電極(ji)間的(de)電位差,首(shou)先引入格(ge)林函數任 ▽2G=0 我們(men)用UA、UB化(hua)來表示兩(liang)個電(dian)極的(de)電位兩個(ge)電極的(de)表面積相等(deng),均用So來表(biao)示。 通過(guo)兩式計(ji)算可(ke)以(yi)導出以(yi)下結(jie)果: 由式(1-8)可(ke)知,當A的值不變(bian)時,即流(liu)量(liang)計所(suo)測量(liang)區域(yu)有一(yi)定邊界(jie)範圍,K的(de)值恒(heng)爲常(chang)數;且(qie)當h的(de)值趨(qu)近于(yu)無窮(qiong)大時(shi),K的值(zhi)趨近于1。 插(cha)入式(shi)電磁(ci)流量計的(de)優缺(que)點(dian) 優(you)點: (1)插入式(shi)電(dian)磁流量(liang)計的(de)結構(gou)不複雜,制(zhi)造的成本(ben)也不高,重量較(jiao)輕,容(rong)易(yi)安裝、拆(chai)卸維修、方便定(ding)期檢查更換,它(ta)幾乎能夠(gou)實現(xian)在工(gong)業現場管(guan)道的(de)任(ren)意(yi)位置進行測(ce)量。 (2)壓損(sun)很小,對于(yu)大口(kou)徑的(de)壓損(sun),甚至(zhi)可完(wan)全忽(hu)略,管(guan)道口(kou)徑越大的(de)話,這個(ge)優點會(hui)越發(fa)明顯(xian)。 (3)流量(liang)計測(ce)量頭部分(fen)的種類多種多(duo)樣,完(wan)全可(ke)以根據被測對象來(lai)進斤選(xuan)擇,所以它适(shi)合(he)測量的(de)流體類型是十(shi)分廣(guang)泛的。同一(yi)種型号的(de)測量(liang)頭對(dui)多種曰徑(jing)的工業(ye)管道都(dou)适用(yong),這樣既可(ke)以爲測量者減(jian)少使(shi)用(yong)儀表的(de)數量,又(you)可以給設計(ji)、生産、巧貨(huo)及現(xian)場的(de)測量(liang)使用(yong)給予非常(chang)大的方便(bian)。 (4)插入式電磁流(liu)量計(ji)的校驗過(guo)程十(shi)分簡單(dan)方便,通(tong)常情況下隻需(xu)要校(xiao)正(zheng)檢驗測(ce)量頭(tou)部分,不需要校(xiao)驗測量裝(zhuang)置的口(kou)姪與流量計(ji)的口(kou)徑相(xiang)互對應(ying),而(er)且對(dui)于中(zhong)小口(kou)徑的(de)測量裝置(zhi),校驗(yan)費用(yong)很低,所以(yi)也在(zai)一(yi)定程度(du)上解決了大口(kou)徑流量計(ji)校驗(yan)繁瑣(suo)的(de)問(wen)題。 缺(que)點; 插入式(shi)電磁(ci)流量計(ji)的非線(xian)性較(jiao)大,測(ce)量精度不是很高,一(yi)般在±2%一3%之間。 通(tong)過上的(de)優點不(bu)難發現,與傳統電磁(ci)流量計相(xiang)比,插入式(shi)電磁(ci)流量(liang)計低的價(jia)格,壓(ya)損小,重量(liang)輕,簡(jian)單方便的(de)安裝與(yu)拆(chai)卸等優點(dian)是其廣泛(fan)得到應用且深受好評的(de)原因(yin)。且在(zai)大(da)口(kou)徑管道的流(liu)量檢測(ce)時,其(qi)插(cha)入式的(de)結構(gou)特點使其(qi)往往(wang)更(geng)具優勢(shi)。所以說在工業(ye)上,測量大(da)口徑(jing)管道(dao)時(shi)用(yong)插入(ru)式電磁流(liu)量計(ji)來替代傳(chuan)統的(de)電磁(ci)流量計是(shi)大勢所趨(qu),它既(ji)繼承了(le)傳統電磁流量(liang)計(ji)的優(you)點,又通過自身(shen)結構特點(dian)彌補(bu)了傳統電磁流(liu)量計的(de)不足。所(suo)以說(shuo)對插入式電磁流量計進(jin)行未來更(geng)進一(yi)步的(de)研(yan)究(jiu)是非(fei)常有必(bi)要(yao)的。
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