电磁流量计是应用法拉第电磁感应原理。多用于测量导电性流体,如给水排水,纸浆、泥浆、石油混合液体、化学及食品工业的液体(电磁流量计常用于计量供水流量)。由于它测量精度高、性能稳定,应用领域广,所以得到**的应用。但还存在不足之处,例如,当被测流体中含有泥浆时,由于电极与流体接触,流动的泥浆将会冲击电极,加之电解作用,会产生杂波。再则,在测定附着性流体时,电极的表面很容易附着物质,使输出出现偏差而不稳定。特别是绝缘性附着物,更会影响测定的精度。当附着性物质的导电率很高时,还会产生电动势短路现,同样也会使输出电流降低,也会影响测量精度。另外电极长期在液体中浸泡,管道中的流体会腐蚀电极,使极板面积缩小甚至变形,缩短使用寿命。为此提出改进电极安装位置,即采用外电极式。这样能从根本上解决电极腐蚀问题,可明显消除杂波,进一步提高稳定性和测量精度。
1.外电极式电磁流量计组成及测量原理
外电极式电磁流量计简单构造如图1所示。
它由检测器(量管道),励磁线图、测量电极及检测计量电路等组成。该外电极式电磁流量计与内电极式(电极与流体接触,称内电极式。电极不接触流体,称外电极式)电磁流量计的不同点,是它的电极设置在衬里的外表面上,流体与电极通过树里隔离,不与流体直接接触。由于衬里的隔离作用,在流体与电极之间形成很小的分布电容,流体产生的电动势通过信号测量电极和流体间的分布电容耦合,从而实现了非接触检测。由于分布电容很小,大约在数微微法至十几微微法之间,信号源阻抗极高,而易于受到外来杂波及漏电流的干扰。另外还能引起寄生电容造成的信号衰减和杂波的发生。为了防止这些不良现象,在信号电极周国采取屏敞的指施,采用密封驱动的方式,使两者同电位,这样就抵消了寄生电容的影响,提高了抗干扰能力。再则,在检测器内设置前置放大器,通过进行阻抗变换减轻传输线对变换器的影响。其测定原理是:测量管道上的励磁线圈接通励磁电流,产生磁场,当导电性液体流过与流动方向垂直的磁场时,根据法拉第电磁感应定律,就会产生与平均流速成正比的感应电动势E。这一电动势用一对信号电极检测,该电极放在与流动方向及磁场方向均垂直的测量管道衬里外壁上。测得的流量信号经转换放大后,即作为流体的体积流量。这个电动势用下式表示,即与平均流速成正比
E=KBdV
式中:E一为感应电动势;
K一系数;
B一磁通密度
d一检测器内径(测量管道内径)
V**体的平均流速
2..外电极式电磁流量计的特点
2.1适于泥浆混人型流体
被测定流体中往往含有泥浆等杂物,采用内电极式电磁流量计由于电极与流体直接接触,流动的泥浆必然会冲击信号电极,加之电解作用,会产生杂波干扰,影响励磁电流的频率,造成波形失真。要改善和抑制由于电极接触液体产生的杂波是困难的。采用外电极式电磁流量计由于电极不接角触流体,所以能从根本上解决电位变化引起的杂波,达到稳定测量的目的。
2.2适于低导电性流体
外电极式电磁流量计由于利用分布电容检测电动势,信号源具有很高的阻抗。为此,检器内设置具有高输人阻抗的前放大器,信号衰减被控制到ZUI小限度。其结果,即使对阻抗高的低导电性流体也可稳定测量。内电极式电磁流量计被流体导电率下限值在300~500us/m,而外电极式电磁流量计ZUI小可测定5us/m的流体,大约可改善两位数即使是导电率10us/m的纯水也可以稳定测定。
2.3适于附着性流体
在测定附着性流体时,内电极式电磁流量计的电极,表面很容易附着物质,使输出出现偏差而不稳定。特别是绝缘性附若物更会影响测定的精度。附着物质的导电率很高时,还会产生电动势短路现象,同样也会使输出电流降低。而采用外电极式电磁流量计时,附着物不影响流体与信号电极之间的分布电容,可稳定测量。
2.4接触流体部分可靠性高
由于电极被衬里材料严格密封,形成与流体隔离的状态,所以不存在被腐蚀及磨擦损耗,也从根本上解决了泄漏电流损耗向题。另外,接触液体部分的衬里可采用高性能材料,即高纯度的氯化铝陶瓷作为衬里。可具有强度高、耐腐蚀、耐磨损的优点。
3.结语
采用外电极式电磁流量计与目前内电极式电磁流量计比,扩大了应用领域,提高了性能和测量精度,它的出现将有可能会取代内电极式电磁流量计。
上一条：
电磁流量计在基本原理与理论上有哪些优点
下一条：
基于多电极电磁流量计的流速场重建
