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非满管道电磁流量计原理以及测量方法介绍

作者:杭州特力声科技有限公司 时间:2013-03-27

非满管道电磁流量计原理以及测量方法介绍

  管道式电磁流量计通常应用于封闭管道的液体满管流。对于流量变化很大,流体有时充满管道,有时充不满管道的情形,管道式电磁流量计不能适用。如果使用测量明渠流量的堰、槽或潜水型电碰流量计,满管时的水头损失太大,影响出流;流量太小时,流体进不到堰、槽或潜水型电磁流量传感器中,无法测量。非满管电磁流量传感器可以与安装管径一致,在很大的流量范围内工作,能够用于封闭管道满管流和非封闭管道或敞开管道的自由表面流测量,且不产生水头损失,如市政排水、废水处理、农用灌慨,流体靠自然流下的流量测量。

  电磁流量计是以传感器截面面积恒定,测量平均流速得到流量。非满管内的流体截面面积是变化的,流量测量不仅要测量流过传感器的平均流速,而且还要测量流过传感器的流体截面积。这就是说,非满管电磁流量计的流量测量需要求的至少是流速和液位两个变量。

  由权重函数理论可知,电极上感应的信号电压是电极断面内所有质点电位的集合。在非满管传感器内,不论过水截面如何改变,流体流动的质点总会有感应电势,这些电势一定要处于电极的集合范围内。

  电极不能暴露在空气中,否则电极不会得到感应的流量信号。于是,非满管传感器结构中可以有图2.30 (a) 所示的管中心偏向底部的大面积电极、图2.30(b) 所示的多电极和图2.30(c) 所示的安装在传感器底部的液位检测点电极等结构。

  在非满管道传感器中,流速分布由管道的水力坡度所决定,测量的平均流速要对不同的流速分布进行修正。当满足 W×B = 常数时,测量不受流速分布改变的影响,并且 W 与电极面积和质点的几何位置有关。在非满管道传感器中,不同的流体截面,改变质点电势的几何位置和电极面积,也就是改变权重函数W。有些类型的非满管传感器可以通过特殊的励磁形式,改变磁感应强度B,感应不同的电动势,以求取水位。

  非满管电磁流量计中,测量液位的方法有多种,它们大多不附加液位传感器,而由流量测量电极或在削量管衬里内设置液位检测电极完成液位测量。常见测量液位方法如下。

  ① 应用权重函数与几何位置有关的原理,用两种励磁线圈不同接法,改变磁场所产生电势的比值,建立液位的函数关系,通过单片机计算来求取液位。

  ② 应用电容法的液位测量。电容法测量基于测量管衬里内设置的两金属极板间的电容与流体截面积成正比,来测量不同液位。

  非满管电磁流量计的流量测量需要对测量的电动势及励磁做复杂的计算和控制,很明显它的发展离不开单片机和计算技术的发展。

  为了扩展低水位流量的测量,非满管电磁流量传感器可制成如图2.31所示具有喉部槽的形状。将电极安装在喉部的测板上,以提高测量分辨率。





 

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