小口徑液體流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。小口徑液體流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損小,可測(cè)流量范圍大。流量與小流量的比值一般為20:1以上,適用的工業(yè)管徑范圍寬,可達(dá)3m,輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性,度較高,可測(cè)量電導(dǎo)率≥1μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿的流體流量。但它不能測(cè)量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),感應(yīng)電勢(shì)的大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的中效長(zhǎng)度及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度成正比。同理,導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁感應(yīng)力線時(shí),也會(huì)在管道兩邊的電上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判定,感應(yīng)電勢(shì)的大小由下式確定:
Ex=BDv-----------------式(1)
式中Ex—感應(yīng)電勢(shì),V;
B—磁感應(yīng)強(qiáng)度,T
D—管道內(nèi)徑,m
v—液體的平均流速,m/s
然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積(πD2)/4的乘積,將式(1)代入該式得:
Qv=(πD/)*Ex---------式(2)
由上式可知,在管道直徑D己定且保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變時(shí),被測(cè)體積流量與感應(yīng)電勢(shì)呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各一根電,就可引入感應(yīng)電勢(shì)Ex,測(cè)量此電勢(shì)的大小,就可求得體積流量。
測(cè)量原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,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v流動(dòng)時(shí),導(dǎo)電流體就切割磁力線。如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電則可以證明,只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱分布,兩電之間產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì):
e=KBDv(3-36)
式中,v為管道截面上的平均流速,k為儀表常數(shù)。由此可得管道的體積流量為:
qv=πeD/4KB(3-37)
由上式可見(jiàn),體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e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(wú)關(guān)。這就是小口徑液體流量計(jì)的測(cè)量原理。
需要說(shuō)明的是,要使式(3—37)嚴(yán)格成立,須使小口徑液體流量計(jì)測(cè)量條件滿足下列假定:
?、俅艌?chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);
?、诒粶y(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布;
③被測(cè)液體是非磁性的;
?、鼙粶y(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。
注意事項(xiàng)
1、等級(jí)和功能根據(jù)測(cè)量要求和使用場(chǎng)合選擇儀表等級(jí),做到經(jīng)濟(jì)合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計(jì)量的場(chǎng)合,應(yīng)該選擇等級(jí)高些,如1.0級(jí)、0.5級(jí),或者更;用于過(guò)程控制的場(chǎng)合,根據(jù)控制要求選擇不同等級(jí);有些是檢測(cè)一下過(guò)程流量,無(wú)需做控制和計(jì)量的場(chǎng)合,可以選擇等級(jí)稍低的,如1.5級(jí)、2.5級(jí),甚至 4.0級(jí),這時(shí)可以選用價(jià)格低廉的式小口徑液體流量計(jì)。
2、測(cè)量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑測(cè)量一般的介質(zhì)時(shí),小口徑液體流量計(jì)的滿度流量可以在測(cè)量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi)選用,范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不與工藝管道相同,應(yīng)視測(cè)量流量范圍是否在流速范圍內(nèi)確定,即當(dāng)管道流速偏低,不能滿足流量?jī)x表要求時(shí)或者在此流速下測(cè)量準(zhǔn)確度不能時(shí),需要縮小儀表口徑,從而管內(nèi)流速,得到滿意測(cè)量結(jié)果。
3、盡量避開(kāi)鐵磁性物體及具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備,以免磁場(chǎng)影響傳感器的工作磁場(chǎng)和流量信號(hào)。
4、應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處,避免日曬雨淋,環(huán)境溫度應(yīng)在-20~+60℃,相對(duì)濕度小于85%。
5、流量計(jì)周圍應(yīng)有充裕的空間








