關于水流量計的測量原理介紹
點擊次數:4346 發布時間:2021-09-09 01:36:06
1、基于使用電磁流量計的工作原理
水流量計測量原理是基于法拉*電磁感應規律。流量計的測量管是一內襯絕緣材料的非導磁合金短管。兩只電*沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電*頭于襯里內表面基本齊平。勵磁線圈由雙向方波脈沖勵磁時,將在與測量管軸線垂直的方向上產生一磁通量密度為B的工作磁場。此時,如果具有一定電導率的流體流經測量管,將切割磁力線感應出電動勢E。電動勢E正比于磁通量密度B,測量管內徑d與平均流速 的乘積、電動勢E(流量信號)由電*檢出并通過電纜送至轉換器。轉換器將流量信號放大處理后,可顯示流體流量,并能輸出脈沖,模擬電流信號,用于流量的測量和控制。
式中: E---------為電*間的信號電壓(v)
B---------磁通密度(T)
d---------測量管內徑(m)
--------平均流速(m/s)
K---------常數
由于K為常數,勵磁電流是恒流的,故B也是常數,則由(1-1)式可知,體積流量Q與信號電壓E成正比,即流速感應的信號電壓E與體積流量Q成線性關系。因此,只要測量出E就可確定流量Q,這就是電磁流量計的基本工作原理。
由(1-1)式可知,被測流體介質的溫度、密度、壓力、導電率、液固兩相流體介質的液固成分比等參數不會影響測量結果。至于流動狀態只要符合軸對稱流動(如層流或紊流)就不會影響測量結果的。因此說電磁流量計是一種真正的體積流量計。
2、基于使用渦輪流量計的工作原理
水流量計流體流經傳感器殼體,由于葉輪的葉片與流向有一定的角度,流體的沖力使葉片具有轉動力矩,克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉,在力矩平衡后轉速穩定,在一定的條件下,轉速與流速成正比,由于葉片有導磁性,它處于信號檢測器(由永久磁鋼和線圈組成)的磁場中,旋轉的葉片切割磁力線,周期性的改變著線圈的磁通量,從而使線圈兩端感應出電脈沖信號,此信號經過放大器的放大整形,形成有一定幅度的連續的矩形脈沖波,可遠傳至顯示儀表,顯示出流體的瞬時流量或總量。在一定的流量范圍內,脈沖頻率f與流經傳感器的流體的瞬時流量Q成正比,流量方程為:
式中:
f——脈沖頻率[Hz]
k——傳感器的儀表系數[1/m3],由校驗單給出。
Q——流體的瞬時流量(工作狀態下)[m3/h]
3600——秒時換算系數
每臺傳感器的儀表系數由制造廠填寫在檢定**中,k值設入配套的顯示儀表中,便可顯示出瞬時流量和累積總量。
3、基于使用渦街流量計的工作原理
水流量計在流體中設置非流線型旋渦發生體(阻流體),則從旋渦發生體兩側交替地產生兩列有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街,如圖(一)所示。
旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。設旋渦的發生頻率為f,被測介質來流的平均速度為V,旋渦發生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,根據卡曼渦街原理,有如下關系式:
f=StV/d 公式(1)
式中:
f-發生體一側產生的卡門旋渦頻率
St-斯特羅哈爾數(無量綱數)
V-流體的平均流速
d-旋渦發生體的寬度
由此可見,通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數(St)是無因次未知數,
圖(二)表示斯特羅哈爾數(St)與雷諾數(Re)的關系。
在曲線表中St=0.17的平直部分,漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內流體的流速,由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數與體積量之比,稱為儀表常數(K),見式(2)
K=N/Q(1/m³) 公式(2)
式中:K=儀表常數(1/m³)。
N=脈沖個數
Q=體積流量(m³)
上一篇:孔板流量計的概述及用途
下一篇:渦街流量計如何選型