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  流場、磁場及介質(zhì)電導率對測量的影響有哪些?
流場、磁場及介質(zhì)電導率對測量的影響有哪些?
發(fā)布時間:2013/5/29 9:31:53

(一)流速分布的影響

只要管內(nèi)流速為軸對稱分布,則電極上產(chǎn)生的感生電動勢大小與流動狀態(tài)無關(guān),不論它是層流還是紊流,僅與流體的平均流速成正比.因此,流速分布為軸對稱是電磁流量計必須滿足的工作條件之一.

假如,流速分布相對管中心為非對稱時,測量就會產(chǎn)生誤差.因為電極上得到的感生電動勢e是測量管內(nèi)所有液體共同貢獻的結(jié)果,所以每一個流體質(zhì)點都有貢獻。但由各個流體質(zhì)點相對于電極的幾何位置不同,故即使各質(zhì)點速度一樣,它們對電動勢e的貢獻也是不同的.越靠近電極的質(zhì)點對電動勢e的貢獻越大.也就是說,電極附近的感生電動勢較大,與兩電極平面成90°的地方的流體產(chǎn)生的感生電勢就。,如果電極附近的流速非軸對稱的偏大,測得的流量信號就比實際流量值大;反之,電極附近的流速非軸對稱的偏小,測得的流量信號也就偏。虼,為了消除由于流速分布而產(chǎn)生的測量誤差,在電磁流量變送器的應有一定長度的直管段,以保證流速的鈾對稱分布.

(二)磁場邊緣效應的影響

圖3—34為流量計測量管的縱向視圖.設磁場長度為2L,測量管半徑為a.電極A和B在磁場中部。則從圖中可見:磁場的中間部分,即電極附近大致是均勻的,兩端則逐漸減弱,形成不均勻的磁場邊線,段后下降為零.這樣,在電極附近產(chǎn)生的感生電勢較大,兩端則較小,從而造成液體內(nèi)部電場外有的不均勻而產(chǎn)生渦電流.由渦電流產(chǎn)生的二次磁通,反過來又改變磁場邊緣部分的工作磁通,使磁場的均勻性進—步遭到破壞。所以,電極上得到的感生電勢與無限長磁場下的感生電動勢有差別,使測量信號產(chǎn)生誤差.

 

被測介質(zhì)的電導率太大也是不允許的。例如當電導率超過10-1(S/cm)左右時,就會降低流量信號,改變指示值,即指示流量值小于實際流量值.這是因為在電磁流量變送器中,磁場為有限長,被測的導電液體只有流過有限磁場時,才能產(chǎn)生感生電動勢e.所以,代表流量信號的感生電動勢e是磁場部分的導電液體切割磁力線的結(jié)果,磁場兩端以外的導電液體沒有對e作出任何貢獻.相反,由于它們也是和兩個電極連通的,故也就構(gòu)成了一部分外電路。當變送器與轉(zhuǎn)換器連接在一起時,這部分外電路就與轉(zhuǎn)換器輸入阻抗相并聯(lián)而成為變送器的負載.當被測介質(zhì)的電導率很大時,外電路的電阻較小,達時不管轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗有多高,并聯(lián)的結(jié)果將取決于這部分液體外電路,從而減小變送器與轉(zhuǎn)換器之間的傳輸精度。

所以,對一個電磁流量計來說,測量不受介質(zhì)電導率影響是有一定范圍的,被測介質(zhì)電導串既不能太大,也不能太小。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)換器輸入阻抗的提高,必將可以降低被測介質(zhì)電導率的下限.

(一)流速分布的影響

只要管內(nèi)流速為軸對稱分布,則電極上產(chǎn)生的感生電動勢大小與流動狀態(tài)無關(guān),不論它是層流還是紊流,僅與流體的平均流速成正比.因此,流速分布為軸對稱是電磁流量計必須滿足的工作條件之一.

假如,流速分布相對管中心為非對稱時,測量就會產(chǎn)生誤差.因為電極上得到的感生電動勢e是測量管內(nèi)所有液體共同貢獻的結(jié)果,所以每一個流體質(zhì)點都有貢獻。但由各個流體質(zhì)點相對于電極的幾何位置不同,故即使各質(zhì)點速度一樣,它們對電動勢e的貢獻也是不同的.越靠近電極的質(zhì)點對電動勢e的貢獻越大.也就是說,電極附近的感生電動勢較大,與兩電極平面成90°的地方的流體產(chǎn)生的感生電勢就。,如果電極附近的流速非軸對稱的偏大,測得的流量信號就比實際流量值大;反之,電極附近的流速非軸對稱的偏小,測得的流量信號也就偏。虼,為了消除由于流速分布而產(chǎn)生的測量誤差,在電磁流量變送器的應有一定長度的直管段,以保證流速的鈾對稱分布.

(二)磁場邊緣效應的影響

圖3—34為流量計測量管的縱向視圖.設磁場長度為2L,測量管半徑為a.電極A和B在磁場中部。則從圖中可見:磁場的中間部分,即電極附近大致是均勻的,兩端則逐漸減弱,形成不均勻的磁場邊線,段后下降為零.這樣,在電極附近產(chǎn)生的感生電勢較大,兩端則較小,從而造成液體內(nèi)部電場外有的不均勻而產(chǎn)生渦電流.由渦電流產(chǎn)生的二次磁通,反過來又改變磁場邊緣部分的工作磁通,使磁場的均勻性進—步遭到破壞。所以,電極上得到的感生電勢與無限長磁場下的感生電動勢有差別,使測量信號產(chǎn)生誤差.

 

被測介質(zhì)的電導率太大也是不允許的。例如當電導率超過10-1(S/cm)左右時,就會降低流量信號,改變指示值,即指示流量值小于實際流量值.這是因為在電磁流量變送器中,磁場為有限長,被測的導電液體只有流過有限磁場時,才能產(chǎn)生感生電動勢e.所以,代表流量信號的感生電動勢e是磁場部分的導電液體切割磁力線的結(jié)果,磁場兩端以外的導電液體沒有對e作出任何貢獻.相反,由于它們也是和兩個電極連通的,故也就構(gòu)成了一部分外電路。當變送器與轉(zhuǎn)換器連接在一起時,這部分外電路就與轉(zhuǎn)換器輸入阻抗相并聯(lián)而成為變送器的負載.當被測介質(zhì)的電導率很大時,外電路的電阻較小,達時不管轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗有多高,并聯(lián)的結(jié)果將取決于這部分液體外電路,從而減小變送器與轉(zhuǎn)換器之間的傳輸精度。

所以,對一個電磁流量計來說,測量不受介質(zhì)電導率影響是有一定范圍的,被測介質(zhì)電導串既不能太大,也不能太小。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)換器輸入阻抗的提高,必將可以降低被測介質(zhì)電導率的下限.

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