浸入式電磁流量計(jì)如何工作?
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-10-09 17:17:51
所有磁流量計(jì)都利用法拉第感應(yīng)定律的指導(dǎo)原理,該定律顯示了“表達(dá)變化的磁場在電路中感應(yīng)出電壓的定量關(guān)系”。
該感應(yīng)定律可用于測量導(dǎo)體液體(如水)的速度,而無需移動部件。與其他類型的儀表相比,這大大提高了流量計(jì)傳感器的穩(wěn)健性。
磁流量計(jì)主要有兩種類型:全通徑和浸入式。每個(gè)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。但它們實(shí)際上是如何工作的呢?
夾式電磁流量計(jì)如何工作?
在磁流量計(jì)中,電磁體放置在管道外部或內(nèi)部。首先,我們將重點(diǎn)關(guān)注管道周圍的那種,通常稱為夾式、非侵入式或全通徑磁流量計(jì)。與插入式流量計(jì)不同,它們測量管道的整個(gè)橫截面,從而提供更高的精度。
磁性夾式全通徑電磁流量計(jì)
圖 1.全通徑電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)用于測量管道的整個(gè)橫截面積。圖片由麥克羅米特提供
全通徑電磁流量計(jì)使用外部電磁線圈在管道周圍產(chǎn)生磁場,無需直接接觸流體即可進(jìn)行流量測量。這種設(shè)計(jì)對于傳統(tǒng)在線電磁流量計(jì)可能不可行或需要化流體接觸的應(yīng)用是有益的。它們通常用于水處理、化學(xué)加工以及食品和飲料行業(yè)。
流量計(jì)由圍繞非導(dǎo)電管段的電磁體組成,產(chǎn)生垂直于流經(jīng)管道的流體流動方向的磁場。
此外,傳感電極隨后測量流動流體產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。
終部件由絕緣流量管組成,它是為流量測量創(chuàng)造適當(dāng)條件所必需的。
磁流量測量過程如下:
電磁體在流管上產(chǎn)生磁場。
當(dāng)導(dǎo)電流體穿過管子時(shí),它會穿過磁場線,分離帶電粒子并感應(yīng)電壓。
電極拾取該感應(yīng)電壓,該電壓與流體的流速直接相關(guān)。
然后可以使用校準(zhǔn)曲線將流體產(chǎn)生的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換為流量讀數(shù),通常由制造商提供以適合各個(gè)流量計(jì)。 (參見下面的等式)
浸入式電磁流量計(jì)如何工作?
浸入式流量計(jì)與全通徑流量計(jì)不同,因?yàn)樗鼈冃枰迦牍艿啦拍苓M(jìn)行測量。它們通常比全通徑流量計(jì)更便宜,并且需要的空間更小,這意味著它們可以安裝在全通徑流量計(jì)難以安裝的位置。
插入式電磁流量計(jì)的安裝對系統(tǒng)的影響,并且無需關(guān)閉系統(tǒng)即可進(jìn)行維護(hù)和拆卸探頭。
浸入式流量計(jì)或浸入式電磁流量計(jì)
圖 2.插入式電磁流量計(jì)僅測量管道橫截面積的一部分。圖片由麥克羅米特提供
相同的指導(dǎo)原則用于插入式流量計(jì),并且相同的流量方程也適用于全通徑傳感器。兩者之間的區(qū)別在于插入式流量計(jì)僅測量管道橫截面積的特定部分。探頭由位于設(shè)備傳感部分相對兩端的電極組成。這些電極在它們之間產(chǎn)生磁場,然后可用于根據(jù)指導(dǎo)原則測量流量。
為了安裝在塑料管道中,流量計(jì)通常需要將接地環(huán)或探頭插入管道中。這確保了儀表能夠正確接地以準(zhǔn)確測量液體。為了在系統(tǒng)仍在運(yùn)行時(shí)將其從管道中移除,可以使用隔離閥或旁通閥將加壓液體保持在管道中,同時(shí)移除流量計(jì)進(jìn)行定期檢查。插入式流量計(jì)確實(shí)需要一些維護(hù),因?yàn)樗鼈兣c流經(jīng)管道的介質(zhì)接觸,而全通徑流量計(jì)的使用壽命相當(dāng)長。
有用的流量方程
磁流量計(jì)的基本方程源自法拉第電磁感應(yīng)定律??梢员硎緸椋?/p>

在哪里:

校準(zhǔn)常數(shù)
磁場強(qiáng)度
管道直徑,電極之間的距離
流體流速
一旦根據(jù)測得的電壓計(jì)算出流體速度,就可以使用以下方程求得流量Q :

或者,使用管道直徑來確定 A:

用電磁流量計(jì)測量流量
無論其結(jié)構(gòu)類型如何,磁流量計(jì)均按照法拉第定律概述的原理工作。根據(jù)應(yīng)用的需要,不同類型的電磁流量計(jì)適用于不同的場景。鉗式或全通徑型電磁流量計(jì)是侵入性的電磁流量計(jì),而浸入式電磁流量計(jì)通常用于難以安裝全通徑流量計(jì)或附加成本過高的區(qū)域。全通徑流量計(jì)測量管道的整個(gè)橫截面積,而插入式流量計(jì)只能測量管道橫截面積的一部分的流量。
無論哪種類型,電磁流量計(jì)都有益于許多行業(yè),并且可以為用戶提供一種低維護(hù)方式來測量導(dǎo)電液體流量。
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