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电磁流量计工作原理

电磁流量计是应用电磁感应原理, 根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。
电磁流量计是应用电磁感应原理, 根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。
电磁流量计工作原理
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。
电磁流量计的优点是压损极小,可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20:1以上,适用的工业管径范围宽,最大可达3m,输出信号和被测流量成线性,精确度较高,可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。
当导体在磁场中作切割磁力线运动时,在导体中会产生感应电势,感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理,导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时,也会在管道两边的电极上产生感应电势。
感应电势的方向由右手定则判定,感应电势的大小由下式确定:
Ex=BDv-----------------式(1)
式中Ex—感应电势,V;
  B—磁感应强度,T
  D—管道内径,m
  v—液体的平均流速,m/s
然而体积流量qv等于流体的流速v与管道截面积(πD²)/4的乘积,将式(1)代入该式得:
Qv=(πD/4B)* Ex ---------式(2)
由上式可知,在管道直径D己定且保持磁感应强度B不变时,被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极,就可引入感应电势Ex,测量此电势的大小,就可求得体积流量。
据法拉第电磁感应原理,在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极,当导电液体沿测量管轴线运动时,导电液体切割磁力线产生感应电势,此感应电势由两个检测电极检出,数值大小与流速成正比例,其值为:
E=B·V·D·K
式中: E-感应电势;
K-与磁场分布及轴向长度有关的系数;
B-磁感应强度;
V-导电液体平均流速;
D-电极间距;(测量管内直径)
传感器将感应电势E作为流量信号,传送到转换器,经放大,变换滤波等信号处理后,用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA输出,报警输出及频率输出,并设有RS-485等通讯接口,并支持HART和MODBUS协议。
注:不同电磁流量计参数略有差异,使用时请务必查看说明书。
根据法拉第电磁感应定律,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v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,两电极之间产生感生电动势:
e=KBDv (3-36)
式中,v为管道截面上的平均流速,k为仪表常数。由此可得管道的体积流量为:
qv= πeD/4KB (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。这就是电磁流量计的测量原理。
需要说明的是,要使式(3—37)严格成立,必须使电磁流量计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。
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