電磁流量計(jì)|電容式廠家價(jià)格|工作原理|結(jié)構(gòu)選型
了解與掌握電磁流量計(jì)的基本工作原理、數(shù)學(xué)模型及其基本結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)與調(diào)試電容式電磁流量計(jì)的基礎(chǔ)。本章節(jié)主要對(duì)電磁流量計(jì)的測(cè)量原理與基本數(shù)學(xué)模型的建立以及流量信號(hào)的成分進(jìn)行分析,并針對(duì)電容式電磁流量計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的概述。
產(chǎn)品價(jià)格:
價(jià)格 |
¥ 685.00~8500.00元
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起批量 | ≥1 臺(tái) |
產(chǎn)品規(guī)格:
是否進(jìn)口 | 否 | 加工定制 | 是 | 品牌 | 華云 |
型號(hào) | LDG | 類型 | 電磁流量計(jì) | 測(cè)量范圍 | 0-50000(m3/h) |
精度等級(jí) | 0.5% | 公稱通徑 | DN6-DN2200(mm) | 適用介質(zhì) | 水 污水 電鍍廢水 自來(lái)水 生活污水 酸堿水 |
工作壓力 | 0.6-4.0(MPa) | 工作溫度 | -20-180(℃) | 規(guī)格 | 齊全 |
1、電磁流量計(jì)工作原理 :
法拉第電磁感應(yīng)定律指出,導(dǎo)體在磁場(chǎng)中沿切割磁場(chǎng)線的方向運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體所在閉合回路中將會(huì)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生;其大小正比于回路磁通量的變化率,可表示為: de kdt (2-1)
式(2-1)中,e 為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,單位為 V;? 表示通過(guò)閉合回路的磁通量大小,單位為 Wb;k 為比例系數(shù),無(wú)量綱,由實(shí)驗(yàn)確定大?。回?fù)號(hào)表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。如不考慮式(2-1)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向,則上式可以表示為: de k k BLVdt。
根據(jù)瞬時(shí)流量的計(jì)算公式: 24?vD VQ? (2-4)
結(jié)合式(2-3),式(2-4)可表示為: 4? ab? abvDU UQ Kk B B? (2-5) 4?DKk?
綜上所述,當(dāng)測(cè)量的管徑 D 與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小一定時(shí),由式(2-3)可以得出,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)abU 的大小與被測(cè)流體的平均速度成線性關(guān)系。同時(shí),由式(2-5)可知,瞬時(shí)流量vQ 與檢測(cè)電極 a、b 之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)abU 成線性關(guān)系。因此,電磁流量計(jì)測(cè)得的瞬時(shí)流量大小只與被測(cè)流體的平均速度有關(guān),而不受其它因素的影響。
式(2-5)只是電磁流量計(jì)工作原理的理想數(shù)學(xué)模型,要使上述關(guān)系成立,需滿足以下基本條件[1]:
(1)測(cè)量管道內(nèi)必須充滿導(dǎo)電液體,才能使切割磁感線的長(zhǎng)度可以用管徑長(zhǎng)度代替,式(2-3)才成立。
(2)被測(cè)流體的電導(dǎo)率必須均勻。否則將對(duì)電磁流量計(jì)的基本微分方程的求解造成影響。同時(shí),若流體電導(dǎo)率分布不均,在均勻磁場(chǎng)的作用下同樣將會(huì)產(chǎn)生渦流效應(yīng),干擾特征信號(hào),影響測(cè)量精度。
(3)加載在測(cè)量管徑上的磁場(chǎng)必須為均勻磁場(chǎng),否則式(2-3)的求解將變得更為復(fù)雜。
(4)傳感器安裝位置前后需保證充分的直管道,以使得測(cè)量區(qū)域內(nèi)管道內(nèi)流態(tài)分布呈軸對(duì)稱狀態(tài)。
圖 2-1 電磁流量計(jì)工作原理圖
電磁流量計(jì)中切割磁感線的導(dǎo)體為導(dǎo)電液柱,因此在被測(cè)流體中將會(huì)有電流產(chǎn)生。由物理學(xué)知識(shí)可知,導(dǎo)電液體中的感應(yīng)電流可表示為: j? ??E?V? B?
式(2-7)中, j 表示感應(yīng)電流密度;? 為被測(cè)流體電導(dǎo)率;E 為電場(chǎng)強(qiáng)度;V為液體的流速; B 為磁感應(yīng)強(qiáng)度。
在實(shí)際情況中,通常勵(lì)磁頻率比較小,因此位移電流可以忽略,只考慮傳導(dǎo)電流的影響,則有: ?? j?0 (2-8)
結(jié)合式(2-7)、(2-8)可得: ???? ? ??? ?0? ??E V B (2-9) 根據(jù)上一節(jié)中的假設(shè),被測(cè)液體的電導(dǎo)率各向同性且部分均勻,因此可得: ???0 (2-10) 又因?yàn)椋? ?? ?abU E
結(jié)合(2-9)、(2-10)、(2-11)可以得到電磁流量計(jì)的基本微分方程式: ? ?2? ? ?? ?abU V B (2-12) 式(2-12)通過(guò)變換可得: div?V? B? ? Brot V?Vrot B
圖 2-2 電磁流量計(jì)的坐標(biāo)取向
假設(shè)電磁流量計(jì)的坐標(biāo)取向如圖 2-2 所示。由式(2-5)成立的條件可知,磁場(chǎng)分布均勻,因此磁感應(yīng)強(qiáng)度