詳細(xì)介紹
國產(chǎn)高準(zhǔn)電磁流量計(jì)調(diào)試說明
國產(chǎn)高準(zhǔn)電磁流量計(jì)調(diào)試說明
電磁的流量計(jì)
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)一導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí),在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢(shì)e,其方向由右手定則確定,其大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的長度L及導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度u成正比,如果B,L, u三者互相垂直,則e= Blu。與此相仿,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中,垂直于磁場(chǎng)方向放一一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道,當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速u流動(dòng)時(shí),導(dǎo)電流體就切割磁力線。如果在管道截面上重直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝- - 對(duì)電極,則可以證明,只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱分布,兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì):e=BD.式中,為管道截面上的平均流速.由此可得管道的體積流量為:qv=rDU".由上式可見,體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)c和測(cè)量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系,與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比,與其它物理參數(shù)無關(guān)。這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理。需要說明的是,要使式qv= πDU~嚴(yán)格成立,必須使測(cè)量條件滿足下列假定:
①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng):②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布;③被測(cè)液體是非磁性的:
④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻A.各向同性。勵(lì)磁方式,
勵(lì)磁方式即產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式。由前述可知,為使式qv =πDU~嚴(yán)格成立,第1個(gè)必須滿足的條件就是要有一個(gè)均勻恒定的磁場(chǎng)。為此,就需要選擇一種合適的勵(lì)磁方式??谇?,一般有三種勵(lì)碰方式,即直流勵(lì)做、交流勵(lì)磁和低頻方波勵(lì)磁?,F(xiàn)分別予以介紹。
直流勵(lì)磁方式用直流電產(chǎn)生磁場(chǎng)或采用水久磁鐵,它能產(chǎn)生一個(gè)恒定的均勻磁場(chǎng)。這種直流勵(lì)磁變送器的大優(yōu)點(diǎn)是受父流電磁場(chǎng)干擾彤響很小,因而可以忽略液體中的自感現(xiàn)象的影響。但是,使用直流磁場(chǎng)易使通過測(cè)管道的電解質(zhì)液體被極化,即電解質(zhì)在電場(chǎng)中被電解,產(chǎn)生正負(fù)離子。在電場(chǎng)力的作用下,負(fù)離子跑向正極,正離子跑向負(fù)極。這樣,將導(dǎo)致正負(fù)電極分別被相反極性的離子所包圍,嚴(yán)重影響電磁流量計(jì)的正常工作。所以,直流勵(lì)磁一般只用于測(cè)量非電解質(zhì)液體,如液態(tài)金屬等。2.交流勵(lì)磁
目前,工業(yè)上使用的電磁流量計(jì),大都采用工頻50Hz電源交流勵(lì)磁方式,即它的磁場(chǎng)是由正弦交變電流產(chǎn)生的,所以產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是-一個(gè)交變磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)變送器的主要優(yōu)點(diǎn)是消除了電極表面的極化于擾。另外,由于磁場(chǎng)是交變的,所以輸出信號(hào)也是交變信號(hào),放大和轉(zhuǎn)換低電平的交流信號(hào)要比直流信號(hào)容易得多。
如果交流磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為: B=Bm sint則電極上產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為: e=Bm Dsint .被測(cè)體積流量為: qv= D
式中Bm- --磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大值;由此可知,當(dāng)測(cè)量管內(nèi)徑D不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm為--定值時(shí),兩電極上輸出的感生電動(dòng)勢(shì)e與流量qv成正比。這就是交流磁場(chǎng)電磁流量變送器的基木工作原理。值得注意的是,用交流磁場(chǎng)會(huì)帶來一系列的電磁干擾問題。例如正交干擾、同相干擾等,這些干擾信號(hào)與有用的流量信號(hào)混雜在一起。因此,如何正確區(qū)分流量信號(hào)與干擾信號(hào),并如何有效地抑制和排除各種干擾信號(hào),就成為交流勵(lì)磁電磁流量計(jì)研制的重要課題。3.低頻方波勵(lì)磁
優(yōu)點(diǎn):
直流勵(lì)磁方式和交流勵(lì)滋方式各有優(yōu)缺點(diǎn),為了充分發(fā)揮它們的優(yōu)點(diǎn),盡量避免它們的缺點(diǎn),70 年代以來,人們開始采用低頻方波勵(lì)磁方式,其頻率通常為工頻的1 / 4-1/ 10。在半個(gè)周期內(nèi),磁場(chǎng)是恒穩(wěn)的直流磁場(chǎng),它具有直流勵(lì)磁的特點(diǎn),受電磁干擾影響很小。從整個(gè)時(shí)間過程看,方波信號(hào)又是一.個(gè)交變的信號(hào),所以它能克服直流勵(lì)滋易產(chǎn)生的極化現(xiàn)象。因此,低頻方波勵(lì)磁是一種比較好的勵(lì)磁方式,目前已在電磁流量計(jì)上廣泛的應(yīng)用。概括- -下,電磁流量計(jì)具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
①電磁流量計(jì)能避免交流磁場(chǎng)的正交電磁干擾;②電磁流量計(jì)消除由分布電容引起的工頻干擾;
③電磁流量計(jì)抑制交流磁場(chǎng)在管壁和流體內(nèi)部引起的電渦流;④電磁流量計(jì)排除直流勵(lì)磁的極化現(xiàn)象。電磁流量計(jì)工作原理及選型
電磁流量計(jì)的概念
電磁流量計(jì)(簡(jiǎn)稱EMF)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的-"種丈量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。50年代初電磁流量計(jì)(EMF)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,70年代后期泛起鍵控低頻矩形波激磁方式,逐漸替換早期應(yīng)用的工頻交流激磁方式,儀表機(jī)能有了很大進(jìn)步,得到更為廣泛的應(yīng)用。近年來,發(fā)展速度較快,2005 年產(chǎn)量估計(jì)在20萬臺(tái)以上。目前,大口徑電磁流量計(jì)較多應(yīng)用于給排水工程,中小口徑常用于固液雙相等難測(cè)流體或高要求場(chǎng)所。如丈量造紙產(chǎn)業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)侵蝕液以及鋼鐵產(chǎn)業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏,長間隔管道煤的水力輸送的流量丈量和控制。小口徑、微小口徑電磁流量計(jì)則常用于醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、食物產(chǎn)業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場(chǎng)所。
工作原理
流量測(cè)量
電磁流量計(jì)包含變送器和傳感器,它們共同測(cè)量流量。 電磁流量計(jì)的傳感器采用直通連接,可測(cè)量流體在流經(jīng)管道時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。 變送器測(cè)量傳感器產(chǎn)生的電壓,將該電壓轉(zhuǎn)換成流量,然后再將流量測(cè)量值傳送到控制系統(tǒng)。
感應(yīng)電壓
電磁流量計(jì)利用一組線圈和一對(duì)電極進(jìn)行流量測(cè)量。 儀表的線圈由變送器通過施加的電流驅(qū)動(dòng)。 通電后,兩個(gè)線圈之間產(chǎn)生磁場(chǎng)。 當(dāng)管道充滿且流體開始流動(dòng)時(shí),磁場(chǎng)中的力導(dǎo)致流體中帶負(fù)電荷和正電荷的顆粒在穿過磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生分離。 這種分離作用在電極和傳感器之間產(chǎn)生感應(yīng)電壓。
法拉第定律
電磁流量計(jì)背后的流量原理稱為法拉第定律,其數(shù)學(xué)表達(dá)式定義為 E=BDV。感應(yīng)電壓 (E) 與流體通過磁場(chǎng) (B) 的速度 (V) 成正比。 感應(yīng)電壓通過電極回路進(jìn)入變送器。 然后,變送器將此電壓轉(zhuǎn)換成可量化的流動(dòng)速度。 使用此已知速度結(jié)合管道的面積計(jì)算出流體的體積流量。
常見應(yīng)用
電磁流量計(jì)非常適合各種行業(yè)的眾多應(yīng)用,包括制漿和造紙、冶金和礦業(yè)、給水和污水處理、食品和飲料、化工和石化以及石油天然氣。 由于電磁流量計(jì)的設(shè)計(jì)在管道中不帶來突出部位或阻礙,因此它們可適應(yīng)從潔凈液體到漿料以及高腐蝕性或研磨性流體的眾多應(yīng)用。
公司簡(jiǎn)介
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