關(guān)于特殊結(jié)構(gòu)電磁流量計(jì)的分類，下面給大家淺析一下，供大家參考，希望對(duì)大家的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。
1. 潛水電磁流量計(jì)
潛水電磁流量計(jì)是1980年代發(fā)展起來的一種流量計(jì)，用于連續(xù)測(cè)量明渠、涵洞、河道或非滿管中導(dǎo)電液體的體積流量。 測(cè)量原理與一般電磁流量計(jì)相同，但傳感器采用整體密封防水結(jié)構(gòu)，可長(zhǎng)期置于水下，適應(yīng)明渠、涵洞、河流等明渠及大 管徑非滿管流量測(cè)量。 傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖7-13所示。
主要材料一般采用耐腐蝕耐熱硬質(zhì)PVC，電極一般采用耐酸鋼1Cr18Ni9Ti或其他特殊材料。
因?yàn)闈撍姶帕髁坑?jì)適用于圓形、矩形和任意形狀的明渠、溝渠或河流的流量測(cè)量； 對(duì)上下行直通道要求低； 潛水電磁流量計(jì)非常適用于明渠或涵洞污水排放（污水流量計(jì)）的流量測(cè)量，采用低頻三值方波勵(lì)磁技術(shù)，具有零點(diǎn)穩(wěn)定、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。
2、非滿管電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)自 1950 年代商業(yè)化以來一直用于測(cè)量全管流量。直到 1990 年代初，F(xiàn)ischer&Forter 才首次開發(fā)出非全管式電磁流量計(jì)。該儀表由兩部分組成，一是安裝在管道上的傳感器，二是微處理器控制的轉(zhuǎn)換器，可用于就地指示和遠(yuǎn)程顯示和控制。從外觀上看，它與普通電磁流量計(jì)無異，還具有無運(yùn)動(dòng)部件、無障礙物、壓力損失極小、輸出線性和量程寬等優(yōu)點(diǎn)。
與普通電磁流量計(jì)在直徑方向只有一對(duì)檢測(cè)電極不同，非滿管式電磁流量計(jì)的流量傳感器有3對(duì)電極E1、E2、E3安裝在測(cè)量管的同一圓周上分別以水平軸及其下半圓周為中心，如圖所示。
上下勵(lì)磁線圈可接成圖7-14A所示的串聯(lián)勵(lì)磁方式和圖7-14B所示的反勵(lì)磁方式。
將電極E1設(shè)置在管道的中徑位置，E2設(shè)置在20%徑高位置，E3設(shè)置在10%徑高位置?，F(xiàn)在我們只考慮電極 E1 和 E2 的作用機(jī)制。電極 E3 和 E2 相同。
傳感器工作在串勵(lì)模式時(shí)，磁場(chǎng)如圖7-14A所示。就像普通的電磁流量計(jì)一樣，在電極上得到的電動(dòng)勢(shì)E與管內(nèi)的流量成正比。如果在管流滿時(shí)將電極E1和E2上得到的EMF E1和E2歸一化為“1”，則當(dāng)管內(nèi)介質(zhì)液位下降時(shí)，EMF信號(hào)E1和E2相對(duì)于相同流量會(huì)增加，如圖在圖 7-15。當(dāng)液位下降到 50% 時(shí)，電極 E1 上的信號(hào)會(huì)增加到“2”。當(dāng)液位低于 50% 時(shí)，電極 E1 將失去功能，因?yàn)闊o法檢測(cè)到電信號(hào)。同樣，電極 E2 和 E3 上的信號(hào)也隨著管內(nèi)液位高度的變化而變化。但是E2電極最小可以測(cè)量20%的液位高度，而E3電極最小可以測(cè)量10%的液位高度。
可以看出，在串行激勵(lì)模式下，傳感器提供的信號(hào)包含管內(nèi)流速信息，如圖7-15所示。
傳感器工作在反激模式時(shí)，磁場(chǎng)如圖7-14b所示。由于上下勵(lì)磁線圈是反激的，當(dāng)流體充滿測(cè)量管時(shí)，磁場(chǎng)分布和流量分布是對(duì)稱的，所以在電極E1上得到的電位信號(hào)為“0”。當(dāng)管內(nèi)測(cè)量液位下降時(shí)，管上部流體對(duì)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)的貢獻(xiàn)減小，而下部保持原值。結(jié)果，在電極E1獲得的信號(hào)不為零。管中的液位越低 (> 50%)，E1 上的信號(hào)就越大。相同的原理可以應(yīng)用于電極 E2 和 E3。由于它們不在測(cè)量管的中間，所以即使管內(nèi)充滿液體，E2和E3上的EMF信號(hào)也不為零，但其值總是隨著液位高度而變化。
可以看出，在反激模式下，傳感器提供的信號(hào)中包含了管內(nèi)液位高度的信息。
測(cè)量時(shí)，兩個(gè)相位差為90°的方波電流信號(hào)如圖7-16所示。
兩個(gè)勵(lì)磁線圈 WE1 和 WE2 分布在串聯(lián)勵(lì)磁和反勵(lì)模式之間獲得連續(xù)切換。流量信號(hào)總是在每個(gè)激勵(lì)模式的控制階段的最后三分之一測(cè)量。可測(cè)量高于測(cè)量管內(nèi)徑10%液位的流量，測(cè)量誤差小于1.5%FS。
3、多電極電磁流量計(jì)
德國(guó)卡爾斯魯厄大學(xué)相關(guān)學(xué)者提出了如圖7-17所示的雙勵(lì)磁線圈多電極電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)，以減少軸向不對(duì)稱流場(chǎng)分布的影響。 他們開發(fā)了8對(duì)電極的原型，D=24mm，并在嚴(yán)重的軸向不對(duì)稱流場(chǎng)下對(duì)不同的電極組合進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。 結(jié)果表明，4對(duì)電極可以獲得滿意的結(jié)構(gòu)，可以顯著降低軸對(duì)稱流動(dòng)破壞帶來的測(cè)量誤差。 上游直管的長(zhǎng)度可以減少到單對(duì)電極長(zhǎng)度的一半左右。
對(duì)于直徑500mm以上的電磁流量計(jì)，很多國(guó)家都采用了多電極結(jié)構(gòu)。 圖7-18為電磁流量計(jì)上游流量條件相同，使用不同電極對(duì)數(shù)時(shí)流量測(cè)量誤差的測(cè)試曲線。
4、插入式電磁流量計(jì)
插入式電磁流量計(jì)用于測(cè)量管道中的局部流量來計(jì)算儀表的整體流量，主要用于大口徑管道的流量測(cè)量。電磁流量傳感器從管道中的孔以不同的深度徑向插入管道中，插入管道的中心，或以管道中的平均流速插入。插入式電磁流量計(jì)精度低，價(jià)格相對(duì)較低。它們一般不用于測(cè)量流體總量，但常用于工藝參數(shù)的控制系統(tǒng)。下面是幾種插入式電磁流量計(jì)的示意圖。
圖7-19為德國(guó)插入式電磁流量傳感器結(jié)構(gòu)。傳感器測(cè)量孔的中心軸固定在主管內(nèi)徑的1/8處，基本靠近管道的平均流速點(diǎn)。一般傳感器應(yīng)安裝在上游10D，下游5D直管段，如果上游有三通或不全開閥門，上游應(yīng)有15D-25D直管段。傳感器軸應(yīng)與上游彎頭或閥桿基本處于同一水平。
另一種插入式電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖7-20所示。 電極直接安裝在探頭的兩側(cè)，探頭表面不需要有測(cè)量孔。
安裝時(shí)探頭插入深度H應(yīng)為管道內(nèi)徑的10%。 探頭插入深度可根據(jù)廠家提供的探頭尺寸進(jìn)行控制。
國(guó)外為了提高測(cè)量精度，研制了等速管式插入式電磁流量計(jì)。 探頭沿直徑方向插入并穿過管道的直徑。 電極按等面積法布置在探頭上，如圖7-21所示。
一般在管徑小于300mm時(shí)使用三對(duì)電極，當(dāng)管徑大于350mm時(shí)使用五對(duì)電極。 其優(yōu)點(diǎn)是適用于大口徑管道的高精度測(cè)量，可不間斷地裝卸流量傳感器。 測(cè)量精度高達(dá)1%R+0.015m/s，線性度0.3%，重復(fù)性高達(dá)0.2%。
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