【摘要(yao)】介紹了新(xīn)型電磁流(liu)量計 的工(gōng)作原理和(hé)系統組成(chéng)。并結合污(wū)水處理工(gong)藝将電❤️磁(cí)流量計與(yǔ)其他流量(liang)計進行分(fèn)析比較,從(cóng)理論⛱️和實(shi)㊙️踐上闡述(shu)電磁🔞流量(liàng)計在工業(yè)污水處理(lǐ)環節流量(liang)測量的優(you)勢。
1電磁流(liú)量計工作(zuò)原理和測(cè)量系統組(zu)成
1.1工作原(yuan)理
　　電磁流(liú)量計的工(gōng)作原理是(shi)基于法拉(la)第電磁感(gǎn)應定律。被(bèi)測介質垂(chuí)直于磁力(li)線方向流(liu)動,因而在(zai)與介質流(liú)動和磁❌力(lì)線都垂💔直(zhí)的方向上(shang)産生一感(gan)應電動勢(shi)Ex,
Ex=BDv×10-4
式中:B爲磁(ci)感應強度(dù),T;D爲兩電極(jí)間的距離(li),mm;
v爲被測介(jiè)質的平均(jun1)流速,m/s;Ex爲電(diàn)動勢,V.
被測(ce)介質的流(liú)量Q與d和v有(yǒu)關

式中:Q爲(wèi)被測介質(zhì)的流量,m3/s;v爲(wei)被測介質(zhi)的平均流(liú)速,m/s;d爲☎️流量(liang)計的通流(liu)截面直徑(jing),m;A爲流量計(ji)的有效作(zuò)用🌏面積,m2.
由(you)上式得:
Ex=BDQ×10-4/A
當(dāng)磁場強度(dù)B與兩極間(jian)距離D一定(ding)時,則:
Ex=K°Q
K=BD×10-4/A=常數(shu)
　　由此可見(jian),感應電動(dòng)勢Ex與被測(ce)介質流量(liang)Q成正比。流(liu)🌈量Q不受流(liu)🔞體的溫度(dù)、壓力、密度(du)、電導率變(biàn)化的影響(xiǎng),具有⁉️很大(da)🈲的優越性(xìng)。測量系統(tǒng)的變送器(qì)輸出Ex是一(yī)個微弱💃的(de)交變信号(hào),其😍中包含(han)⚽各種幹擾(rao)成分,且信(xìn)号内阻變(biàn)化高達幾(ji)萬歐姆,因(yīn)‼️此要求轉(zhuǎn)換器是一(yī)個高輸入(rù)阻抗,且能(néng)抑制各種(zhong)幹擾成分(fen)的交流毫(háo)🥵伏轉換器(qi)。将感應電(dian)動勢轉換(huan)成4～20mADC的統一(yī)信号。轉換(huan)器有高輸(shu)入阻抗差(chà)動放大器(qi)、主放大器(qi)、正交幹擾(rǎo)抑制器、相(xiàng)敏檢波器(qi)、直流放大(da)器、霍爾乘(chéng)🥵法器等組(zu)成,最後輸(shū)出電流爲(wei):
Io=K°Q(mA)
式中:K爲儀(yí)表常數;Q爲(wei)被測流量(liàng)。
2.2測量系統(tǒng)的組成
　　電(dian)磁流量計(jì)經曆了直(zhi)流勵磁、工(gong)頻交流勵(li)磁、低頻矩(jǔ)形⚽波勵♌磁(cí)🌐等階段。70、80年(nián)代國内使(shi)用較多的(de)工頻交流(liú)勵磁因存(cún)在🌏電磁感(gan)應、靜電耦(ou)合等難以(yǐ)消除的工(gōng)頻幹擾,零(líng)點穩定性(xìng)差、可靠性(xing)差等缺點(dian)已較少采(cǎi)用。目前選(xuan)型設計時(shi)采用低頻(pín)幹擾(1/4～1/32)矩形(xing)波勵磁♈,它(ta)改變了工(gōng)頻幹擾的(de)形态特征(zheng),利用工頻(pín)同步采💋樣(yang)、動态校零(líng)等技術提(tí)高了抗🍉幹(gàn)擾能力和(he)零🔞點穩定(ding)性。對于像(xiàng)工業污水(shui)一樣電導(dǎo)率🥵較低的(de)對象,宜📐采(cǎi)用有雙頻(pin)矩形波(高(gao)頻爲75Hz的矩(jǔ)形波💯,外包(bāo)絡是1/8工頻(pín)的矩形🌂波(bo))勵磁技術(shù)🛀的産品。
　　測(cè)量系統由(yóu)測量管路(lu)、勵磁線圈(quān)、測量電極(ji)、信号轉換(huan)㊙️器🤞等組成(cheng)。它的勵磁(cí)方式與傳(chuán)統的直流(liu)勵磁方式(shì)和交流正(zhèng)弦㊙️波勵❤️磁(cí)方式均不(bu)同。流量計(ji)中的磁場(chǎng)是通過由(yóu)信号轉換(huàn)器供給的(de)正、負交替(tì)變化矩形(xíng)波電流,送(song)到勵磁線(xiàn)圈産生❄️的(de),它克服了(le)直流勵磁(cí)方式易在(zài)電極部分(fen)産生極化(huà)作用,和交(jiao)流勵磁🏃🏻‍♂️由(you)于電極、流(liu)📐體、電極形(xing)成的閉⚽路(lu)及交變磁(cí)場的時✌️間(jiān)變動,引起(qǐ)正比的電(diàn)磁感應電(diàn)壓。在兩個(ge)檢測電極(ji)之間,産生(sheng)正負交♊替(ti)變化的流(liú)量信号⛹🏻‍♀️電(diàn)壓,與矩形(xing)波勵磁電(dian)流的頻率(lü)相等。
　　對于(yu)由磁場強(qiáng)度變化産(chan)生的電磁(ci)幹擾電壓(yā),采取❄️把衰(shuai)減時的電(dian)動勢做采(cai)樣處理方(fāng)法取出對(duì)應流💔量信(xìn)号。在磁場(chǎng)🤞電流達到(dao)它的穩定(dìng)值時,進行(háng)采樣處理(li)。因此,通常(cháng)的幹擾電(diàn)壓都能被(bei)消除。
　　在測(ce)量系統中(zhong)還采用了(le)智能化設(she)計。信号轉(zhuǎn)換器由♻️5個(gè)功能塊組(zu)成。功能塊(kuài)1由輸入前(qián)置放大器(qì)、高分🈲辨率(lǜ)A/D轉換㊙️器和(he)一個控制(zhì)和監視的(de)微處理器(qì)(UP01)組成;功能(néng)塊🏃‍♀️2是由功(gōng)能塊的電(diàn)子裝置控(kòng)制的,給流(liu)量計勵磁(ci)線圈周期(qī)性的産生(sheng)勵磁電流(liu)的裝置;功(gong)能塊3由7位(wèi)LCD液晶顯示(shi)器、EEPROM、KSA集成電(diàn)🌈路、微處理(lǐ)器和3個爲(wèi)了輸入操(cao)作參數的(de)🔴按鍵組成(chéng)。由UP01測定的(de)與輸入操(cāo)作參㊙️數和(hé)校準值有(you)關⛷️的數字(zi)值,經UP02計算(suan)後,其值通(tong)過科隆✉️公(gong)司研制的(de)KSA作爲☔流量(liàng)比例信号(hào),經光電耦(ou)合器🤟到輸(shū)出驅📱動器(qi),正負計數(shu)的流量累(lèi)積值和滿(man)刻度範圍(wéi)0%～100%的瞬時流(liu)量值可在(zài)7位LCD液晶顯(xiǎn)示。在電源(yuan)故障停電(dian)後,最後的(de)計數器讀(dú)數可永久(jiu)地儲存在(zài)E2PROM中。功👈能塊(kuai)4把數字信(xin)号轉換成(cheng)4～20mA的電流輸(shu)出信号;功(gong)能塊5能驅(qū)動電子計(ji)數器或電(dian)動機械計(ji)數器。
3電磁(cí)流量計的(de)應用實例(li)
　　某冶煉廠(chǎng)在生産中(zhong),由于生産(chan)工藝的需(xū)要,會産生(shēng)大🥵量的工(gōng)🐉業污水,在(zai)污水處理(lǐ)分廠必須(xū)對污水的(de)流量進行(háng)監控。在以(yǐ)往的設計(ji)中,流量儀(yi)表不少都(dou)選用旋渦(wō)流量計和(he) 孔闆流量(liang)計 。而實際(ji)應用中發(fa)現測量的(de)流量顯示(shì)值與實際(ji)流量偏差(chà)較大。究其(qi)原因,上述(shu)兩種流量(liang)計都不能(néng)滿足實際(ji)的需要🈲。
　　 旋(xuán)渦流量計(jì) 的工作原(yuán)理是在管(guan)道中插入(rù)一個旋渦(wo)發生體。當(dāng)管道🌐中的(de)流體流過(guò)旋渦發生(shēng)體時,在旋(xuán)渦發生體(ti)的後方和(hé)兩側⛹🏻‍♀️會交(jiao)替地産生(sheng)有規律的(de)卡門旋渦(wō)列。理論和(hé)實踐證明(ming),旋渦分離(li)頻率f與管(guan)内流體流(liu)速v成正比(bi),其關系式(shi)📧爲:
f=K °v/D
式中:K爲(wei)斯特勞哈(ha)爾系數;D爲(wei)旋渦發生(shēng)體迎流體(ti)面寬度。
　　因(yin)此,隻要設(she)法測出旋(xuan)渦分離頻(pin)率f就可以(yǐ)知道流體(ti)的流速v,從(cong)♻️而可以求(qiú)出流體的(de)流量。旋渦(wō)分離頻率(lǜ)可以用多(duō)種方式測(ce)量,例如應(ying)力式、差動(dong)電容式等(deng)。
　　從旋渦流(liu)量計的工(gong)作原理可(kě)以看出:旋(xuán)渦流量計(ji)不宜用于(yu)🈲測污水的(de)流量。這是(shi)因爲在測(cè)量較髒的(de)流體時,旋(xuan)渦發生體(ti)的表面會(hui)有大量的(de)附着物,會(hui)使旋渦發(fa)生體迎流(liu)體面寬度(dù)D發生變化(hua),這樣就會(huì)使得旋渦(wo)分離頻率(lü)減小,使得(de)求出的流(liú)體流速v減(jian)小,使得測(ce)量🔆值比實(shí)際流量值(zhi)小。
　　孔闆流(liú)量計是早(zao)期大量使(shǐ)用的一種(zhǒng)測量流量(liang)的計量裝(zhuāng)置。它的工(gōng)作原理是(shi)在流體管(guǎn)道中加入(ru)一孔闆節(jie)流件,通✂️過(guo)導壓管引(yǐn)入差壓變(bian)送器測出(chū)節流件上(shang)、下遊的壓(yā)差,根💋據所(suo)測的壓差(cha)經過計算(suan)即得出流(liu)量的瞬時(shí)值。由于導(dǎo)壓管内水(shuǐ)的‼️不流動(dòng)性🚩,在較寒(hán)冷地🐕區,冬(dōng)天室外安(ān)裝的孔闆(pǎn)取壓管容(rong)易凍裂(凍(dong)住),使差壓(ya)儀器無法(fa)正常工作(zuò)。測量較髒(zang)的污水時(shi),孔🌏闆需經(jīng)💋常清洗⛱️。如(ru)清洗不⁉️及(ji)時,測量精(jing)度降低,取(qǔ)壓管經常(cháng)被✔️污物堵(dǔ)死,儀表無(wú)法🐉使用。用(yong)孔💁闆的方(fāng)式測流量(liàng)時還有壓(yā)力損失大(dà)、維護量大(dà)等🔞缺點。
　　根(gēn)據工業污(wū)水具有流(liú)量變化大(da)、雜質、腐蝕(shí)性小、有一(yi)定的導電(diàn)👅能力等特(te)性,在測量(liàng)工業污水(shui)的流量時(shi),電🌈磁流量(liang)計是一個(gè)很🏃🏻‍♂️好的選(xuan)擇。可選用(yong)氯丁橡膠(jiao)襯裏🔞,含钼(mu)不鏽鋼(OCr18Ni12Mo2Ti)電(diàn)極的電磁(cí)流量計,即(ji)可滿足工(gōng)業污水流(liu)量測量的(de)要求。
4結束(shu)語
　　流量測(cè)量儀表受(shou)到衆多因(yin)素,如:管道(dào)、口徑大小(xiǎo)、形🌍狀(圓👄形(xing)、矩形)、介質(zhì)的物性(溫(wen)度、壓力、密(mì)度、粘度、髒(zāng)污性、腐蝕(shi)性等),流體(ti)的流動狀(zhuang)态(紊流狀(zhuàng)态、速度分(fèn)布等),以及(jí)安裝條件(jiàn)與水平的(de)影響。而且(qie)工業污水(shuǐ)的狀态(流(liú)态、流速等(děng))時刻在變(biàn)化,如果選(xuǎn)擇流量計(ji)不✔️合适,将(jiāng)使測量結(jié)果出現很(hen)大的偏差(chà)。經過理論(lùn)和♌實踐的(de)檢驗,電磁(cí)流量計在(zài)污水流量(liàng)測量中有(yǒu)着很大的(de)優⁉️勢,目前(qian)㊙️應用得越(yue)來越廣泛(fàn)。

以上内容(róng)來源于網(wang)絡，如有侵(qin)權請聯系(xi)即删除!