電磁流量計(jì)的原理和構(gòu)成

一、電磁流量計(jì)的使用方法

           （選自GB/T 18660－2002）

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)描述了用于測量充滿封閉管道中導(dǎo)電液體流量的工業(yè)電磁流量計(jì)的原理和主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并涉及它們的安裝、運(yùn)行、特性以及校準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)定流量計(jì)在危險(xiǎn)環(huán)境中應(yīng)用的安全防護(hù)要求。它不適用于導(dǎo)磁性漿液及液態(tài)金屬的測量，也不適用于有衛(wèi)生要求的場合。

本標(biāo)準(zhǔn)包括交流勵(lì)磁型和脈沖直流勵(lì)磁型兩種流量計(jì)。

2應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)（略）

3定義（略）

4符號(hào)和單位

本標(biāo)準(zhǔn)使用下列符號(hào)

5基本理論

5．1概述

當(dāng)液體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)法拉第定律產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢（見圖1）。如果磁場垂直于流動(dòng)液體的電絕緣管道，而液體的電導(dǎo)率又不太低，則裝在管壁上的兩個(gè)電極之間可測量到一個(gè)電壓，這電壓同磁通量密度、液體的平均流速以及兩個(gè)電極之間的距離成正比。這樣，就可以測得液體的流速，進(jìn)而測得液體的流量。

           圖1  電磁流量計(jì)原理圖

B－磁通密度；D－測量管內(nèi)徑；V－流量信號(hào)（電動(dòng)勢）；U－液體平均軸向流速

5.2 基本方程

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電壓強(qiáng)度可用下面的簡式表達(dá)：

          V=kBL_eU…………………………………………（1）

在圓形管道中，體積流量是：

      ……………………………………………（2）

把方程（1）、（2）合并得：

    ……………………………………………（3）

或者

        ……………………………………………（4）

方程式（4）可以解釋為用各種方法產(chǎn)生一個(gè)校準(zhǔn)系數(shù)，如本標(biāo)準(zhǔn)第9章和GB/T18659中所述，該系數(shù)實(shí)際上通常是靠濕式校準(zhǔn)來得到。

6結(jié)構(gòu)和工作原理

6.1概述

如圖1和圖2所示，測量管置于磁場中，使導(dǎo)電液體的流動(dòng)方向同磁場相垂直。根據(jù)法拉第定律，液體在磁場中流動(dòng)，在與其流向和磁場相垂直的方向上產(chǎn)生一感應(yīng)電動(dòng)勢。由安裝在絕緣襯里上的兩個(gè)電極，或者通過測量管上在與磁場垂直的徑向平面上的一對電容耦合型絕緣電極，產(chǎn)生一個(gè)正比于流速的電位差，此電壓信號(hào)可通過一個(gè)二次裝置加以處理。基于這一原理的流量計(jì)可以測量從任何方向流經(jīng)測量管的流量。

             圖2 工業(yè)電磁流量計(jì)的構(gòu)成

電磁流量計(jì)是由檢測流過液體流速的一次裝置，和把一次裝置產(chǎn)生的低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成工業(yè)儀表可以接受的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)的二次裝置所組成。系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)同體積流量（或者平均流速）成正比的輸出信號(hào)。它僅于用來測量導(dǎo)電的且非磁性的液體。

一次裝置和二次裝置可以組合成一個(gè)整體。

6.2一次裝置

電磁流量計(jì)的一次裝置包括導(dǎo)出參比信號(hào)的電子線路。