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泥漿流量計(jì)工作原理

點(diǎn)擊次數(shù):2053 發(fā)布時間:2021-11-10 08:56:57

一、工作原理

泥漿流量計(jì)是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測量的流量計(jì)。泥漿流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損*小,可測流量范圍大。*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,*大可達(dá)3m,輸出信號和被測流量成線性,精確度較高,可測量電導(dǎo)率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。

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當(dāng)導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動時,在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,感應(yīng)電勢的大小與導(dǎo)體在磁場中的有效長度及導(dǎo)體在磁場中作垂直于磁場方向運(yùn)動的速度成正比。同理,導(dǎo)電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應(yīng)力線時,也會在管道兩邊的電*上產(chǎn)生感應(yīng)電勢。感應(yīng)電勢的方向由右手定則判定,感應(yīng)電勢的大小由下式確定:

 

Ex=BDv---式(1)

 

式中Ex-感應(yīng)電勢,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/4B)* 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,被測體積流量與感應(yīng)電勢呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電*,就可引入感應(yīng)電勢Ex,測量此電勢的大小,就可求得體積流量。

 

據(jù)法拉*電磁感應(yīng)原理,在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電*,當(dāng)導(dǎo)電液體沿測量管軸線運(yùn)動時,導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢,此感應(yīng)電勢由兩個檢測電*檢出,數(shù)值大小與流速成正比例,其值為:

E=B·V·D·K

式中:E-感應(yīng)電勢;

K-與磁場分布及軸向長度有關(guān)的系數(shù);

B-磁感應(yīng)強(qiáng)度;

V-導(dǎo)電液體平均流速;

D-電*間距;(測量管內(nèi)直徑)

 

傳感器將感應(yīng)電勢E作為流量信號,傳送到轉(zhuǎn)換器,經(jīng)放大,變換濾波等信號處理后,用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出,報(bào)警輸出及頻率輸出,并設(shè)有RS-485等通訊接口,并支持HART和MODBUS協(xié)議。

 

注:不同泥漿流量計(jì)參數(shù)略有差異,使用時請務(wù)必查看說明書。

 

根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中,垂直于磁場方向放一個內(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流動時,導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電*則可以證明,只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布,兩電*之間產(chǎn)生感生電動勢:

 

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,體積流量qv與感應(yīng)電動勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系,與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比,與其它物理參數(shù)無關(guān)。這就是泥漿流量計(jì)的測量原理。

 

需要說明的是,要使式(3-37)嚴(yán)格成立,必須使泥漿流量計(jì)測量條件滿足下列假定:

①磁場是均勻分布的恒定磁場;

②被測流體的流速軸對稱分布;

③被測液體是非磁性的;

④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。

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