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高精度氣體流量計(jì)
點(diǎn)擊次數(shù)：3138 發(fā)布時(shí)間：2021-01-08 04:55:57
高精度氣體流量計(jì)概述
電磁流量計(jì)是一體積流量測(cè)量?jī)x表，在測(cè)量過(guò)程中不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、粘度、密度以及導(dǎo)電率（在一定范圍內(nèi)）的影響。電磁流量計(jì)的量程范圍寬，可達(dá)1：100。此外，電磁流量計(jì)只與被測(cè)介質(zhì)的平均流速成正比，而與軸對(duì)稱(chēng)的流動(dòng)狀態(tài)（層流或紊流）無(wú)關(guān)。電磁流量計(jì)無(wú)機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量，而且線性好，因此可以將測(cè)量信號(hào)直接用轉(zhuǎn)換器線性的轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。LD-T型可就地指示，LD型可遠(yuǎn)距離傳送。
高精度氣體流量計(jì)主要結(jié)構(gòu)
電磁流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成(如下圖所示)。
傳感器主要由測(cè)量管、電極、勵(lì)磁線圈、絕緣襯里、殼體等部分組成。
高精度氣體流量計(jì)特點(diǎn)
1、適用于各種導(dǎo)電液體的流量測(cè)量，如自來(lái)水、污水、泥漿、紙漿、各類(lèi)飲料、化學(xué)原料、 粘稠液體和懸浮液。
2、測(cè)量結(jié)果不受溫度、壓力、密度、電導(dǎo)率等介質(zhì)物理特性和工況條件的影響，其輸出信號(hào)與被測(cè)流體的體積流量成正比。
3、強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)磨損性介質(zhì)具有良好的適應(yīng)性。
4、具有優(yōu)異的量程比，在低流速或流量變化幅度較大的應(yīng)用領(lǐng)域(如自來(lái)水行業(yè))具有良好的適用性。
5、具有正/反雙向流量測(cè)量功能。
高精度氣體流量計(jì)工作原理
電磁流量計(jì)的基本測(cè)量原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如圖所示。流量計(jì)的測(cè)量管是由內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管制作，兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測(cè)量管上，其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙向方波脈沖勵(lì)磁時(shí)，將在與測(cè)量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生磁通量密度為B的工作磁場(chǎng)，此時(shí)，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測(cè)量管，將切割磁力線，并感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)E。電動(dòng)勢(shì)E正比于磁通量密度B，測(cè)量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動(dòng)勢(shì)E(流量信號(hào))由電極檢出并通過(guò)電纜送至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將流量信號(hào)放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖、模擬電流等信號(hào)，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。
其原理公式為:
E=KBDV
式中:
E -------- 為電極間的信號(hào)電壓(v)
B -------- 磁通密度(T)
D -------- 測(cè)量管內(nèi)徑(m)
V -------- 平均流速(m/s)
K -------- 儀表系數(shù)
式中k, D為常數(shù)，由于勵(lì)磁電流是恒流，故B也是常數(shù)，則由E=KBdV可知，體積流量Q與信號(hào)電壓E成正比，即流速感應(yīng)的信號(hào)電壓E與體積Q成線性關(guān)系。因此，只要測(cè)量出E就可確定流量Q，這是電磁流量計(jì)的基本工作原理。
由E=KBDV可知，被測(cè)流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導(dǎo)率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。至于流動(dòng)狀態(tài)只要符合軸對(duì)稱(chēng)流動(dòng)(如層流或者紊流)就不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。因此說(shuō)電磁流量計(jì)是一種真正的體積流量計(jì)。只要用普通的水實(shí)際標(biāo)定后，就可以測(cè)量其他任何導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量，而不需要任何修正。這是電磁流量計(jì)的一突出優(yōu)點(diǎn)，是其他任何流量計(jì)所沒(méi)有的。測(cè)量管內(nèi)無(wú)活動(dòng)及阻流部件，因此幾乎沒(méi)有壓力損失，并且有極高的可靠性。
高精度氣體流量計(jì)電極、接地環(huán)材料的選擇
應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體的腐蝕性來(lái)選擇電極的材料，請(qǐng)查有關(guān)腐蝕手冊(cè)，對(duì)于特殊流體應(yīng)作試驗(yàn)。
高精度氣體流量計(jì)內(nèi)襯材料的選擇
如電極一樣，對(duì)于不同的介質(zhì)，由于其腐蝕性、溫度、磨損性不同，所以要有針對(duì)性的選擇內(nèi)襯材料，下表是常用襯里材料的性能及其適用范圍
高精度氣體流量計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)如下
1)電磁流量計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量管內(nèi)沒(méi)有可動(dòng)部件，也沒(méi)有任何阻礙流體流動(dòng)的節(jié)流部件。所以當(dāng)流體通過(guò)流量計(jì)時(shí)不會(huì)引起任何附加的壓力損失，是流量計(jì)中運(yùn)行能耗*低的流量?jī)x表之一。
2)可測(cè)量贓污介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量。這是由于儀表測(cè)量管內(nèi)部無(wú)阻礙流動(dòng)部件，與被測(cè)流體接觸的只是測(cè)量管內(nèi)襯和電極，其材料可根據(jù)被測(cè)流體的性質(zhì)來(lái)選擇。例如，用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做內(nèi)襯，可測(cè)量各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì);采用耐磨橡膠做內(nèi)襯，就特別適合于測(cè)量帶有固體顆粒的、磨損較大的礦漿、水泥漿等液固兩相流以及各種帶纖維液體和紙漿等懸濁液體。
3)電磁流量計(jì)是一種體積流量測(cè)量?jī)x表，在測(cè)量過(guò)程中，它不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、粘度、密度以電導(dǎo)率(在一定范圍)的影響。因此，電磁流量計(jì)只需經(jīng)水標(biāo)定后，就可心用來(lái)測(cè)量其它導(dǎo)電性液體的流量。
4)電磁流量計(jì)的輸出只與被測(cè)介質(zhì)的平均流速成正比，而與對(duì)稱(chēng)分布下的流動(dòng)狀態(tài)(層流或湍流)無(wú)關(guān)。所以電磁流量計(jì)的量程范圍極寬，其測(cè)量范圍度可達(dá)100:1，有的甚至達(dá)1000:1的可運(yùn)行流量范圍。
5)電磁流量計(jì)無(wú)機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量，也可測(cè)量正反兩個(gè)方向的流量。
6)工業(yè)用電磁流量計(jì)的口徑范圍極寬，從幾個(gè)毫米一直到幾米，而且國(guó)內(nèi)已有口徑達(dá)3m的實(shí)流校驗(yàn)設(shè)備，為電磁流量計(jì)的應(yīng)用和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
電磁流量計(jì)目前仍然存在的主要不足如下。
1)不能用來(lái)測(cè)量氣體、蒸汽以及含有大量氣體的液體。
2)不能用來(lái)測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體介質(zhì)，如對(duì)石油制品或有機(jī)溶劑等介質(zhì)，目前電磁流量計(jì)還無(wú)能為力。
3)普通工業(yè)用電磁流量計(jì)由于測(cè)量管內(nèi)襯材料和電氣絕緣材料的限制，不能用于測(cè)量高溫介質(zhì);如未經(jīng)特殊處理，也不能用于低溫介質(zhì)的測(cè)量，以防止測(cè)量管外結(jié)露(結(jié)霜)破壞絕緣。
4)電磁流量計(jì)易受外界電磁干擾的影響。
電磁流量計(jì)是一體積流量測(cè)量?jī)x表，在測(cè)量過(guò)程中不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、粘度、密度以及導(dǎo)電率（在一定范圍內(nèi)）的影響。電磁流量計(jì)的量程范圍寬，可達(dá)1：100。此外，電磁流量計(jì)只與被測(cè)介質(zhì)的平均流速成正比，而與軸對(duì)稱(chēng)的流動(dòng)狀態(tài)（層流或紊流）無(wú)關(guān)。電磁流量計(jì)無(wú)機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量，而且線性好，因此可以將測(cè)量信號(hào)直接用轉(zhuǎn)換器線性的轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。LD-T型可就地指示，LD型可遠(yuǎn)距離傳送。
高精度氣體流量計(jì)主要結(jié)構(gòu)
電磁流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成(如下圖所示)。
傳感器主要由測(cè)量管、電極、勵(lì)磁線圈、絕緣襯里、殼體等部分組成。
高精度氣體流量計(jì)特點(diǎn)
1、適用于各種導(dǎo)電液體的流量測(cè)量，如自來(lái)水、污水、泥漿、紙漿、各類(lèi)飲料、化學(xué)原料、 粘稠液體和懸浮液。
2、測(cè)量結(jié)果不受溫度、壓力、密度、電導(dǎo)率等介質(zhì)物理特性和工況條件的影響，其輸出信號(hào)與被測(cè)流體的體積流量成正比。
3、強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)磨損性介質(zhì)具有良好的適應(yīng)性。
4、具有優(yōu)異的量程比，在低流速或流量變化幅度較大的應(yīng)用領(lǐng)域(如自來(lái)水行業(yè))具有良好的適用性。
5、具有正/反雙向流量測(cè)量功能。
高精度氣體流量計(jì)工作原理
電磁流量計(jì)的基本測(cè)量原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如圖所示。流量計(jì)的測(cè)量管是由內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管制作，兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測(cè)量管上，其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙向方波脈沖勵(lì)磁時(shí)，將在與測(cè)量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生磁通量密度為B的工作磁場(chǎng)，此時(shí)，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測(cè)量管，將切割磁力線，并感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)E。電動(dòng)勢(shì)E正比于磁通量密度B，測(cè)量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動(dòng)勢(shì)E(流量信號(hào))由電極檢出并通過(guò)電纜送至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將流量信號(hào)放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖、模擬電流等信號(hào)，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。
其原理公式為:
E=KBDV
式中:
E -------- 為電極間的信號(hào)電壓(v)
B -------- 磁通密度(T)
D -------- 測(cè)量管內(nèi)徑(m)
V -------- 平均流速(m/s)
K -------- 儀表系數(shù)
式中k, D為常數(shù)，由于勵(lì)磁電流是恒流，故B也是常數(shù)，則由E=KBdV可知，體積流量Q與信號(hào)電壓E成正比，即流速感應(yīng)的信號(hào)電壓E與體積Q成線性關(guān)系。因此，只要測(cè)量出E就可確定流量Q，這是電磁流量計(jì)的基本工作原理。
由E=KBDV可知，被測(cè)流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導(dǎo)率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。至于流動(dòng)狀態(tài)只要符合軸對(duì)稱(chēng)流動(dòng)(如層流或者紊流)就不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。因此說(shuō)電磁流量計(jì)是一種真正的體積流量計(jì)。只要用普通的水實(shí)際標(biāo)定后，就可以測(cè)量其他任何導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量，而不需要任何修正。這是電磁流量計(jì)的一突出優(yōu)點(diǎn)，是其他任何流量計(jì)所沒(méi)有的。測(cè)量管內(nèi)無(wú)活動(dòng)及阻流部件，因此幾乎沒(méi)有壓力損失，并且有極高的可靠性。
高精度氣體流量計(jì)電極、接地環(huán)材料的選擇
應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體的腐蝕性來(lái)選擇電極的材料，請(qǐng)查有關(guān)腐蝕手冊(cè)，對(duì)于特殊流體應(yīng)作試驗(yàn)。
高精度氣體流量計(jì)內(nèi)襯材料的選擇
如電極一樣，對(duì)于不同的介質(zhì)，由于其腐蝕性、溫度、磨損性不同，所以要有針對(duì)性的選擇內(nèi)襯材料，下表是常用襯里材料的性能及其適用范圍
高精度氣體流量計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)如下
1)電磁流量計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量管內(nèi)沒(méi)有可動(dòng)部件，也沒(méi)有任何阻礙流體流動(dòng)的節(jié)流部件。所以當(dāng)流體通過(guò)流量計(jì)時(shí)不會(huì)引起任何附加的壓力損失，是流量計(jì)中運(yùn)行能耗*低的流量?jī)x表之一。
2)可測(cè)量贓污介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量。這是由于儀表測(cè)量管內(nèi)部無(wú)阻礙流動(dòng)部件，與被測(cè)流體接觸的只是測(cè)量管內(nèi)襯和電極，其材料可根據(jù)被測(cè)流體的性質(zhì)來(lái)選擇。例如，用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做內(nèi)襯，可測(cè)量各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì);采用耐磨橡膠做內(nèi)襯，就特別適合于測(cè)量帶有固體顆粒的、磨損較大的礦漿、水泥漿等液固兩相流以及各種帶纖維液體和紙漿等懸濁液體。
3)電磁流量計(jì)是一種體積流量測(cè)量?jī)x表，在測(cè)量過(guò)程中，它不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、粘度、密度以電導(dǎo)率(在一定范圍)的影響。因此，電磁流量計(jì)只需經(jīng)水標(biāo)定后，就可心用來(lái)測(cè)量其它導(dǎo)電性液體的流量。
4)電磁流量計(jì)的輸出只與被測(cè)介質(zhì)的平均流速成正比，而與對(duì)稱(chēng)分布下的流動(dòng)狀態(tài)(層流或湍流)無(wú)關(guān)。所以電磁流量計(jì)的量程范圍極寬，其測(cè)量范圍度可達(dá)100:1，有的甚至達(dá)1000:1的可運(yùn)行流量范圍。
5)電磁流量計(jì)無(wú)機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量，也可測(cè)量正反兩個(gè)方向的流量。
6)工業(yè)用電磁流量計(jì)的口徑范圍極寬，從幾個(gè)毫米一直到幾米，而且國(guó)內(nèi)已有口徑達(dá)3m的實(shí)流校驗(yàn)設(shè)備，為電磁流量計(jì)的應(yīng)用和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
電磁流量計(jì)目前仍然存在的主要不足如下。
1)不能用來(lái)測(cè)量氣體、蒸汽以及含有大量氣體的液體。
2)不能用來(lái)測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體介質(zhì)，如對(duì)石油制品或有機(jī)溶劑等介質(zhì)，目前電磁流量計(jì)還無(wú)能為力。
3)普通工業(yè)用電磁流量計(jì)由于測(cè)量管內(nèi)襯材料和電氣絕緣材料的限制，不能用于測(cè)量高溫介質(zhì);如未經(jīng)特殊處理，也不能用于低溫介質(zhì)的測(cè)量，以防止測(cè)量管外結(jié)露(結(jié)霜)破壞絕緣。
4)電磁流量計(jì)易受外界電磁干擾的影響。