智能电磁流量计简史 智能电磁流量计是利用法拉第的电磁感应定理进行流量测量的。其原理犹如变压器的工作原理:首先,由电源向励磁线圈提供电流;励磁电流经线圈产生磁场;该磁场作用于导电的介质中形成感应电势;最后,采用电极获取与被测流体流速成lE比的电压。
简史
1832年法拉第发明了电磁感应定律(见图3 1),该定律描述了导电物体在磁场中运动可感应出电压Ui为 Ui= (v+B)*L
电磁流量计原理图
式中 U——感应电压(矢量);
B——磁场强度(矢量);
v——导线运动的速度(矢量);
L——磁场中运动导线的长度。
1832年法拉第在测邑水流时试图采用地心磁场的感应电压确定泰晤士河河水的流速。1941年Thuelemann和1954年Shercliff研究了智能电磁流量计的性能,建立了均匀磁场和点电极理论的标准模型。只要流速分布为径向对称,那么测量电压与管道中的流速分布就无关。
在这假设条件下与流量成正比的感应电压信号U为
U=k*B*D*V (3 1)
式巾k-标量系数;
B——磁场强度;
D——两电极间的问距(测量管道的内径);
V——被测介质的平均速度。
Shercliff认为在测量管道中每一流线的加权系数与泼流线在测时管道中的位置有关,总电压信号是每一流线流速的加权之和。从麦克斯韦方程可以看m,电极的电压信号U满足于(埘测量管道巾磁场通过的范围空问进行积分):
·加权矢量w确定了与位置有关的单流线权数,把所有单流线与相应权数乘积之和就形成感应电压信号,图3 2是加权矢量沿y轴方向的权数值;
·很明显靠近电极附近的高权数决定了理论模型的假踺条件,对不均匀磁场的研究主要是解决非对称流速分布对智能电磁流量计精度的髟响。
1961年德国Krohne公司第1次把智能电磁流量计应用于T业。1963年研制出智能电磁流量计所使用的变送器。1972年开发出第1台采用方波磁场的智能电磁流量计。1996年制作了测量未满管流体的智能电磁流量计。
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