電磁流量計是應用法拉第電磁感應原理。多用于測量導電性流體,如給水排水,紙漿、泥漿、石油混合液體、化學及食品工業的液體(電磁流量計常用于計量供水流量)。由于它測量精度高、性能穩定,應用領域廣,所以得到**的應用。但還存在不足之處,例如,當被測流體中含有泥漿時,由于電極與流體接觸,流動的泥漿將會沖擊電極,加之電解作用,會產生雜波。再則,在測定附著性流體時,電極的表面很容易附著物質,使輸出出現偏差而不穩定。特別是絕緣性附著物,更會影響測定的精度。當附著性物質的導電率很高時,還會產生電動勢短路現,同樣也會使輸出電流降低,也會影響測量精度。另外電極長期在液體中浸泡,管道中的流體會腐蝕電極,使極板面積縮小甚至變形,縮短使用壽命。為此提出改進電極安裝位置,即采用外電極式。這樣能從根本上解決電極腐蝕問題,可明顯消除雜波,進一步提高穩定性和測量精度。
1.外電極式電磁流量計組成及測量原理
外電極式電磁流量計簡單構造如圖1所示。
它由檢測器(量管道),勵磁線圖、測量電極及檢測計量電路等組成。該外電極式電磁流量計與內電極式(電極與流體接觸,稱內電極式。電極不接觸流體,稱外電極式)電磁流量計的不同點,是它的電極設置在襯里的外表面上,流體與電極通過樹里隔離,不與流體直接接觸。由于襯里的隔離作用,在流體與電極之間形成很小的分布電容,流體產生的電動勢通過信號測量電極和流體間的分布電容耦合,從而實現了非接觸檢測。由于分布電容很小,大約在數微微法至十幾微微法之間,信號源阻抗極高,而易于受到外來雜波及漏電流的干擾。另外還能引起寄生電容造成的信號衰減和雜波的發生。為了防止這些不良現象,在信號電極周國采取屏敞的指施,采用密封驅動的方式,使兩者同電位,這樣就抵消了寄生電容的影響,提高了抗干擾能力。再則,在檢測器內設置前置放大器,通過進行阻抗變換減輕傳輸線對變換器的影響。其測定原理是:測量管道上的勵磁線圈接通勵磁電流,產生磁場,當導電性液體流過與流動方向垂直的磁場時,根據法拉第電磁感應定律,就會產生與平均流速成正比的感應電動勢E。這一電動勢用一對信號電極檢測,該電極放在與流動方向及磁場方向均垂直的測量管道襯里外壁上。測得的流量信號經轉換放大后,即作為流體的體積流量。這個電動勢用下式表示,即與平均流速成正比
E=KBdV
式中:E一為感應電動勢;
K一系數;
B一磁通密度
d一檢測器內徑(測量管道內徑)
V**體的平均流速
2..外電極式電磁流量計的特點
2.1適于泥漿混人型流體
被測定流體中往往含有泥漿等雜物,采用內電極式電磁流量計由于電極與流體直接接觸,流動的泥漿必然會沖擊信號電極,加之電解作用,會產生雜波干擾,影響勵磁電流的頻率,造成波形失真。要改善和抑制由于電極接觸液體產生的雜波是困難的。采用外電極式電磁流量計由于電極不接角觸流體,所以能從根本上解決電位變化引起的雜波,達到穩定測量的目的。
2.2適于低導電性流體
外電極式電磁流量計由于利用分布電容檢測電動勢,信號源具有很高的阻抗。為此,檢器內設置具有高輸人阻抗的前放大器,信號衰減被控制到ZUI小限度。其結果,即使對阻抗高的低導電性流體也可穩定測量。內電極式電磁流量計被流體導電率下限值在300~500us/m,而外電極式電磁流量計ZUI小可測定5us/m的流體,大約可改善兩位數即使是導電率10us/m的純水也可以穩定測定。
2.3適于附著性流體
在測定附著性流體時,內電極式電磁流量計的電極,表面很容易附著物質,使輸出出現偏差而不穩定。特別是絕緣性附若物更會影響測定的精度。附著物質的導電率很高時,還會產生電動勢短路現象,同樣也會使輸出電流降低。而采用外電極式電磁流量計時,附著物不影響流體與信號電極之間的分布電容,可穩定測量。
2.4接觸流體部分可靠性高
由于電極被襯里材料嚴格密封,形成與流體隔離的狀態,所以不存在被腐蝕及磨擦損耗,也從根本上解決了泄漏電流損耗向題。另外,接觸液體部分的襯里可采用高性能材料,即高純度的氯化鋁陶瓷作為襯里。可具有強度高、耐腐蝕、耐磨損的優點。
3.結語
采用外電極式電磁流量計與目前內電極式電磁流量計比,擴大了應用領域,提高了性能和測量精度,它的出現將有可能會取代內電極式電磁流量計。
上一條：
電磁流量計在基本原理與理論上有哪些優點
下一條：
基于多電極電磁流量計的流速場重建
