泥漿流(liú)量計工作原理
一、工作原理
泥漿(jiāng)流量計是(shì)根據法(fǎ)拉(lā)*電磁(cí)感應定律進行流量測量的流量計。泥(ní)漿流量計的優點是壓(yā)損(sǔn)*小,可測(cè)流量範圍大。*大流量與*小(xiǎo)流量的(de)比值(zhí)一般為20:1以上,適用(yòng)的工業管徑範圍寬,*大可達3m,輸出信號和(hé)被測流量成線性,精確度較高(gāo),可測量電導率≥5μs/cm的酸、堿(jiǎn)、鹽溶液、水、汙水、腐蝕性液體以(yǐ)及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸(zhēng)汽以及純淨水的流量。
當導體在磁場中作切割磁力線(xiàn)運動時,在導體(tǐ)中會(huì)產生感應(yīng)電勢,感應電勢的大小與導體在磁場中的有效長度及(jí)導體在磁場中作垂直於磁場方向運動的速度成正比。同理,導電流體在磁場中作垂直方(fāng)向流動而切割磁感應力線時,也會在管道兩邊的電*上產生感應電勢。感應電勢的方向由右手定則判定(dìng),感應電勢的大(dà)小由下式確定:
Ex=BDv---式(1)
式中Ex-感應電勢,V;
B-磁感應強度,T
D-管道內徑,m
v-液體的平(píng)均流速,m/s
然而體積流量qv等於流體(tǐ)的流速v與管道截麵積(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(chí)磁感應強度B不變時,被測體積流量與感應電勢呈線性關係。若在管道兩側各插入一根電*,就可引入感應(yīng)電勢Ex,測量此電勢的大小(xiǎo),就可求(qiú)得體積流(liú)量。
據法拉*電磁感應原理,在與測量管軸線和磁力線(xiàn)相垂直的管壁上安裝了一對檢測電*,當導電液體沿測量管軸線運動時,導電液體切(qiē)割磁力線產生感應電勢,此感應電勢由兩個檢測電*檢出,數值大小與流速成正比例,其(qí)值為:
E=B·V·D·K
式中(zhōng):E-感應電勢;
K-與磁場分布及軸向(xiàng)長度有關的係數;
B-磁感應強度;
V-導(dǎo)電液體(tǐ)平均流速;
D-電*間距;(測量(liàng)管(guǎn)內直徑(jìng))
傳感器將感應電勢(shì)E作為流量信號,傳送到轉換器,經放大,變換濾波等信號處理後,用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉換器有4~20mA輸出(chū),報(bào)警輸出及頻率輸出,並(bìng)設(shè)有RS-485等通訊接口,並(bìng)支持HART和MODBUS協(xié)議。
注(zhù):不同泥漿流量計參數(shù)略有差異,使用時請(qǐng)務必查看(kàn)說明書。
根據法拉*電磁感應定律,在(zài)磁感應強度為B的均勻(yún)磁場中(zhōng),垂直於磁場方向放一個內徑為D的不(bú)導磁管道,當導電液體在管道中以流速v流動時,導電流體就切割磁力線.如果在管道截麵(miàn)上垂直於磁場的直(zhí)徑兩端安裝一對電*則可以證明(míng),隻要管道內(nèi)流速分布為軸對稱(chēng)分布,兩電*之間產(chǎn)生感生電動勢:
e=KBDv (3-36)
式中,v為管道截麵上的平均(jun1)流速,k為儀表(biǎo)常數。由(yóu)此可得管道的體積流量為:
qv= πeD/4KB (3-37)
由(yóu)上式可見,體積流量qv與感應電動勢(shì)e和測量管內(nèi)徑D成線性關係,與磁場的磁感應強度B成反比,與其它物理參數(shù)無關。這(zhè)就是泥漿流量計的測量原理。
需要說明的是,要使式(3-37)嚴格成立,必須(xū)使泥漿流量計測(cè)量條件滿足下列假定:
①磁(cí)場是均勻分布的恒定磁場;
②被測流(liú)體的流速軸對(duì)稱分布;
③被測液體是非磁性的;
④被測液體的電導率均勻且各向同性。
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