【摘要(yào)】介紹了新型(xíng)電磁流量計(jì) 的工作原理(li)和系統組成(cheng)。并結合污水(shuǐ)處理工藝将(jiang)電磁流量🐉計(jì)與其他流量(liàng)計進行分析(xī)比較,從理論(lùn)和實踐上闡(chan)述⭐電磁流量(liàng)✨計在工業污(wū)水處理環節(jie)流量測量的(de)優勢。
1電磁流(liu)量計工作原(yuan)理和測量系(xì)統組成
1.1工作(zuo)原理
　　電磁流(liú)量計的工作(zuò)原理是基于(yú)法拉第電磁(cí)感應定律㊙️。被(bei)測介質垂直(zhí)于磁力線方(fāng)向流動,因而(er)在與介質流(liu)動和磁力線(xian)都垂直的方(fāng)向上産生一(yī)感應電動勢(shi)Ex,
Ex=BDv×10-4
式中:B爲磁感(gǎn)應強度,T;D爲兩(liang)電極間的距(ju)離,mm;
v爲被測介(jie)質的平均流(liu)速,m/s;Ex爲電動勢(shì),V.
被測介質的(de)流量Q與d和v有(you)關

式中:Q爲被(bèi)測介質的流(liú)量,m3/s;v爲被測介(jiè)質的平均流(liu)速,m/s;d爲流量計(jì)的通流截面(mian)直徑,m;A爲流量(liang)計的有效作(zuò)用面積,m2.
由上(shang)式得:
Ex=BDQ×10-4/A
當磁場(chang)強度B與兩極(jí)間距離D一定(dìng)時,則:
Ex=K°Q
K=BD×10-4/A=常數
　　由(yóu)此可見,感應(yīng)電動勢Ex與被(bèi)測介質流量(liàng)Q成正比。流量(liang)🐕Q不受流🐆體✏️的(de)溫度、壓力、密(mi)度、電導率變(bian)化的影響,具(jù)有很大的優(you)越性。測量系(xì)統的變送器(qi)輸出Ex是一個(ge)微弱的交變(biàn)信号,其🍓中包(bao)含各種幹擾(rao)成分,且信❤️号(hào)内阻變化高(gao)達幾😍萬歐姆(mu),因👉此要求轉(zhuan)🔴換器是一個(ge)高輸入阻抗(kàng),且能抑制各(ge)種幹擾成💞分(fèn)的交流毫‼️伏(fú)轉換器。将感(gan)應電動勢轉(zhuan)換☀️成4～20mADC的統一(yi)信号。轉換器(qi)有高輸入阻(zu)抗差動放大(dà)器、主放🈚大器(qi)、正交幹擾🔞抑(yì)制器、相敏檢(jian)波器👨‍❤️‍👨、直流放(fang)大器、霍爾乘(chéng)法器等組🌈成(chéng),最後輸出電(dian)流爲:
Io=K°Q(mA)
式中:K爲(wèi)儀表常數;Q爲(wèi)被測流量。
2.2測(ce)量系統的組(zǔ)成
　　電磁流量(liang)計經曆了直(zhi)流勵磁、工頻(pín)交流勵磁、低(di)頻👄矩形波☁️勵(lì)磁等階段。70、80年(nian)代國内使用(yòng)較多的工頻(pín)交流勵磁因(yin)存在電磁感(gǎn)應、靜電耦合(he)等難以消除(chu)的工頻幹擾(rǎo),零點穩定性(xing)差、可靠性差(cha)等缺點已較(jiào)少采用。目前(qian)選型設計時(shi)采用低頻幹(gan)擾(1/4～1/32)矩形波勵(li)磁🍉,它改變了(le)工頻幹擾的(de)形态特征,利(lì)用工頻同步(bu)采樣、動态校(xiao)零等技術提(ti)高了抗幹擾(rǎo)能力和零點(diǎn)穩📱定性。對于(yú)⁉️像工業♻️污水(shui)一樣電導率(lü)較低的對象(xiàng),宜采用有雙(shuāng)頻矩形波(高(gao)頻爲75Hz的矩形(xíng)波,外包絡是(shì)1/8工頻的矩形(xing)🔴波)勵磁技術(shù)的産品。
　　測量(liang)系統由測量(liàng)管路、勵磁線(xiàn)圈、測量電極(ji)、信号轉換器(qi)等㊙️組🈚成。它的(de)勵磁方式與(yu)傳統的直流(liú)勵磁方式和(hé)交流正弦波(bō)勵磁方式均(jun1)不同。流量計(ji)中的磁🛀🏻場是(shi)通過由信号(hào)轉換器供給(gěi)的正、負交替(tì)變化矩⛹🏻‍♀️形波(bo)電流,送到勵(lì)磁線圈産生(sheng)的,它克服了(le)直流勵㊙️磁方(fang)式易在👈電極(ji)部分産🏃‍♀️生極(jí)化作用,和交(jiāo)流勵磁♻️由于(yu)電極、流💚體、電(dian)極形成的閉(bì)路及交變磁(ci)場的時間變(bian)動,引起正比(bi)的電磁感應(ying)電壓❄️。在兩個(gè)檢測電極之(zhī)間,産生正負(fu)交🏃‍♂️替變化的(de)流量信号電(dian)壓,與矩形波(bō)勵磁電流的(de)頻率相等。
　　對(dui)于由磁場強(qiang)度變化産生(shēng)的電磁幹擾(rǎo)電壓,采取把(ba)💯衰減時的電(dian)動勢做采樣(yang)處理方法取(qu)出對應流量(liang)信号。在磁場(chǎng)電流♊達到它(ta)的穩定值時(shí),進行采樣處(chu)理。因此,通常(cháng)的幹擾電壓(yā)都💃🏻能被消除(chú)。
　　在測量系統(tong)中還采用了(le)智能化設計(ji)。信号轉換器(qì)由5個功能塊(kuài)組成。功能塊(kuai)1由輸入前置(zhi)放大器、高分(fen)辨率A/D轉換器(qì)和一個✏️控制(zhi)和監視的微(wēi)處理器(UP01)組成(chéng);功能塊2是由(you)功能塊的電(diàn)子裝置控制(zhi)的,給流量計(ji)勵磁線圈周(zhōu)期性的産生(sheng)勵磁電流的(de)裝置;功能塊(kuai)3由7位LCD液晶顯(xiǎn)示器、EEPROM、KSA集成電(diàn)路、微處理器(qì)和3個爲了輸(shu)🏃‍♂️入操作參數(shu)的按鍵組成(cheng)。由UP01測定的與(yǔ)輸入操🔞作參(cān)數和校準值(zhí)有關的數字(zi)值,經UP02計算後(hòu),其值通過科(ke)🈲隆公司研制(zhi)的KSA作爲💜流量(liàng)比例信号,經(jīng)⛱️光電耦合器(qi)🌈到輸出驅動(dong)器,正負計數(shu)的流量累積(jī)值和滿刻度(du)範圍0%～100%的瞬時(shi)流量值可在(zai)7位LCD液晶顯示(shi)。在👉電源故障(zhàng)停電後,最後(hòu)的計數器讀(du)數可永久地(di)儲存在E2PROM中。功(gong)💔能塊4把數字(zi)信号轉換成(cheng)4～20mA的電流輸出(chū)信号;功能塊(kuài)🈲5能驅動電㊙️子(zǐ)計數器或電(diàn)動機械計數(shu)✌️器。
3電磁流量(liang)計的應用實(shí)例
　　某冶煉廠(chang)在生産中,由(you)于生産工藝(yì)的需要,會産(chan)生大量🌂的工(gōng)業📞污水,在污(wu)水處理分廠(chǎng)必須對污水(shuǐ)的流量💚進行(háng)監控。在以往(wǎng)的‼️設計中,流(liu)量儀表不少(shao)都選用旋渦(wo)流量計和 孔(kong)闆流量計 。而(ér)實際應用中(zhong)發現測量的(de)流量顯示值(zhí)與實際流🏃‍♀️量(liàng)💁偏差較大。究(jiu)其原因,上述(shu)兩種流量計(ji)都不能滿足(zú)實💞際的需要(yào)。
　　 旋渦流量計(jì) 的工作原理(lǐ)是在管道中(zhōng)插入一個旋(xuán)渦發生體。當(dang)管道中的流(liu)👨‍❤️‍👨體流過旋渦(wō)發生體時,在(zai)旋渦發生體(tǐ)的後方和兩(liang)側會交替地(dì)産生有規律(lǜ)的卡門旋渦(wō)列。理論和實(shí)踐證明,旋渦(wō)分離頻率f與(yǔ)管内流體流(liu)速v成正比,其(qi)關系式爲:
f=K °v/D
式(shì)中:K爲斯特勞(láo)哈爾系數;D爲(wèi)旋渦發生體(tǐ)迎流體面寬(kuan)度⛷️。
　　因此,隻要(yao)設法測出旋(xuan)渦分離頻率(lǜ)f就可以知道(dào)流體👉的⛱️流速(su)v,從而可以求(qiu)出流體的流(liu)量。旋渦分離(lí)頻率可以用(yòng)多種方式測(cè)量🏃🏻‍♂️,例如應力(li)式、差動電容(rong)式等。
　　從旋渦(wo)流量計的工(gōng)作原理可以(yǐ)看出:旋渦流(liu)量計不宜用(yòng)于測污水的(de)流量。這是因(yin)爲在測量較(jiào)髒的流體💯時(shi),旋渦發生體(ti)的表面會有(you)大量的附着(zhe)物,會使旋渦(wo)💜發生體♈迎流(liú)體面寬度D發(fā)生變化,這樣(yàng)就會使得旋(xuán)渦分離頻率(lü)減小,使得求(qiu)出的流體流(liú)速v減小,使得(de)測量‼️值比實(shí)際流量值小(xiǎo)。
　　孔闆流量計(jì)是早期大量(liàng)使用的一種(zhǒng)測量流量的(de)計🈲量裝置。它(ta)的工作原理(li)是在流體管(guan)道中加入一(yī)孔闆節流件(jiàn),通過導壓管(guǎn)引入差壓變(biàn)送器測出節(jie)🔞流件上、下遊(you)的壓差,根據(ju)所測✨的壓差(cha)經過計算即(ji)得出流量🌈的(de)瞬時值。由于(yú)導壓管内水(shuǐ)的🌈不流動性(xìng),在較寒冷地(dì)區,冬天室外(wai)🌈安裝的孔闆(pan)取壓管容易(yì)凍裂(凍住),使(shǐ)差壓儀器無(wu)法正常工作(zuo)。測量較髒的(de)污水時,孔闆(pǎn)需經常清洗(xi)☂️。如清洗不💋及(ji)時,測量精度(du)降✊低,取壓管(guǎn)經常被污物(wù)堵死,儀表無(wú)法使用。用孔(kong)闆的方式🥵測(cè)流量時還🐕有(yǒu)壓力損失大(dà)、維護量大等(deng)⭐缺點。
　　根據工(gong)業污水具有(yǒu)流量變化大(da)、雜質、腐蝕性(xing)小、有一定的(de)導電能力等(děng)特性,在測量(liang)工業污水的(de)流量時,電磁(cí)流量計是一(yī)個很好的選(xuan)擇。可選用氯(lǜ)丁橡膠襯裏(li),含钼不鏽鋼(gang)(OCr18Ni12Mo2Ti)電極的電磁(cí)流量計,即可(kě)滿足工業污(wu)水流量測量(liang)的要求。
4結束(shù)語
　　流量測量(liàng)儀表受到衆(zhong)多因素,如:管(guǎn)道、口徑大小(xiao)、形狀(圓形、矩(jǔ)㊙️形)、介質的物(wu)性(溫度、壓力(li)、密度、粘度、髒(zang)污性、腐蝕性(xing)⁉️等),流體的流(liú)動狀态(紊流(liú)狀态、速度分(fen)布等),以及安(an)裝條件與水(shuǐ)平的影響。而(ér)且工業污水(shuǐ)的狀态(流态(tài)、流速等)時刻(ke)在變化,如果(guo)選擇流量計(ji)不🔴合适,将使(shǐ)測量結果出(chu)現很大的偏(piān)差。經過理論(lùn)和實踐的檢(jian)驗,電磁流量(liàng)計在污水流(liú)量測量中有(you)着很大的優(yōu)勢,目前應用(yong)得越來越廣(guǎng)泛。

以上内容(róng)來源于網絡(luo)，如有侵權請(qing)聯系即删除(chú)!