电磁流量计的基本原理

2013-09-09 14:11:00来源: 21ic
(一)测量原理

根据法拉第电磁感应定律,当一导体在磁场中运动切割磁力线时,在导体的两端即产生感生电势e,其方向由右手定则确定,其大小与磁场的磁感应强度B,导体在磁场内的长度L及导体的运动速度u成正比,如果B, L,u三者互相垂直,则

e=Blu

与此相仿.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u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(图3—17)则可以证明,只要管道内流速分布为轴对称分布,两电极之间也特产生感生电动势:

e=BD u

式中, u为管道截面上的平均流速.由此可得管道的体积流量为:

(3)

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)严格成立,必须使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。


图 电磁流量计原理简图
1-磁极;2-电极;3-管道

(二)励磁方式

励磁方式即产生磁场的方式.由前述可知,为使式(3)严格成立,第一个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场.为此,就需要选择一种合适的励磁方式。目前,一般有三种励碰方式,即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁.现分别予以介绍.

1.直流励磁

直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁,它能产生一个恒定的均匀磁场.这种直流励磁变送器的最大优点是受交流电磁场干扰影响很小,因而可以忽略液体中的自感现象的影响.但是,使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化,即电解质在电场中被电解,产生正负离子.在电场力的作用下,负离子跑向正极,正离子跑向负极.如图所示.这样,将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围,严重影响仪表的正常工作.所以,直流励磁一般只用于测量非电解质液体,如液态金属等.
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关键字:电磁流量计  直流磁场  直流励磁

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0909/article_7788.html
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