兩電(dian)極電磁流(liú)量計降低(dī)流速分布(bu)影響 發布(bù)時間:2021-6-15 08:39:21
一前(qian)言 除容積(ji)式、科裏奧(ào)利式等少(shao)數流量儀(yi)表外,大部(bù)分🔞流量💞儀(yi)表實流校(xiào)準要求在(zài)充分發展(zhǎn)素流條件(jian)下進行,這(zhe)種流動🐕狀(zhuang)态符合🚶♀️電(dian)磁流量計(ji)要求流速(su)以管中心(xīn)軸對稱的(de)工作條件(jiàn)。流體流經(jing)✉️彎管、閥門(mén)等擾流件(jiàn)後,流速分(fèn)布産生畸(jī)變,但在經(jīng)過一定長(zhǎng)度✨直管後(hou)又漸漸恢(huī)複爲充分(fèn)發展狀态(tai)。因此,節流(liú)差🈲壓式、超(chāo)聲式、渦輪(lún)式、渦街式(shì)等流量儀(yi)表的上㊙️遊(yóu),需要較長(zhang)直‼️管段(15~ 50倍(bei)管徑D的長(zhang)度);電磁流(liu)量計 的要(yào)求則相對(duì)低些。雖然(ran)國家标準(zhǔn)GB/T18659-2002《電磁流量(liang)計的性能(néng)評定方法(fa)》中規定流(liu)量傳感器(qi)“安裝在離(li)任何.上流(liu)擾動至少(shao)♍10倍公通徑(jing)☔”的參比條(tiao)件下校準(zhun),但當前各(gè)制🏃🏻♂️造廠的(de)使用說🧑🏾🤝🧑🏼明(míng)書中大部(bu)分卻規定(dìng)前置直管(guǎn)長度爲5D因(yin)此流🆚量測(ce)量值與參(can)比條件校(xiao)準值🥰相比(bi),受流速分(fen)布影響的(de)誤差可能(neng)要偏大一(yī)些。現在通(tong)行電磁流(liú)量傳感器(qi)的電極設(she)計是-對小(xiao)面積點狀(zhuang)電極,然而(er)改進電極(jí)結構設計(ji),如中小口(kou)徑儀📱表采(cǎi)用大面積(ji)闆狀電極(ji)和大口徑(jìng)(2500mm)儀表采用(yòng)兩對電極(ji),也可降低(dī)流分布畸(ji)變影響的(de)敏感度,可(kě)進一步縮(suō)短前置直(zhí)管的長度(du)。本文闡述(shu)在閘💔閥流(liú)速分布畸(ji)變流動狀(zhuang)态下遊,作(zuò)兩對電極(ji)與-對電極(ji)儀表🌈的實(shí)驗比較,視(shì)察其改善(shàn)☎️程度🏃♂️。此前(qian)先說明感(gan)應電🔴勢權(quán)重函數的(de)概念。 二 感(gan)應電勢權(quan)重函數 電(dian)磁流量計(ji)是按法拉(la)第電磁感(gan)應定律工(gong)作的,流體(tǐ)在磁場中(zhong)切割磁力(lì)線運動時(shi),在兩電極(jí)産生如下(xia)式所示的(de)與平均流(liu)速`V`成正比(bǐ)的電動勢(shi)E,式中k爲系(xì)數,B爲磁感(gǎn)應強度D爲(wei)測量管内(nei)徑。 E = kBD`V 這是宏(hóng)觀地闡明(míng)電磁流量(liàng)計的工作(zuò)原理,假設(she)磁通🙇♀️密度(du)B是均勻分(fen)布的,流速(sù)是處處相(xiàng)等的。實際(ji)上并非如(ru)此,且管道(dao)内不同位(wèi)置微流元(yuan)産生的電(dian)動勢不會(hui)等同地全(quán)部貢獻給(gěi)兩㊙️電極間(jiān)流量信号(hao)。這是由于(yú)不同位置(zhi)介質的短(duǎn)路效應形(xing)成的衰減(jiǎn)不同,使電(dian)極附🆚近微(wei)流元貢⭕獻(xiàn)大,遠離電(dian)💃極微流元(yuan)貢獻小。引(yǐn)入權重函(han)數w描述此(cǐ)現象,即微(wēi)流元dτ産生(sheng)的電動勢(shì)在電極上(shang)的電壓🔞dE = BVwdτ。傳(chuán)統點電極(jí)電磁流量(liang)計的權重(zhòng)函數分布(bu)如♊圖1所示(shì),所繪等權(quán)重函數線(xiàn)近電極w=2,遠(yuǎn)離電極w=0.65。 兩(liang)對電極電(diàn)磁流量計(jì)的權重函(hán)數分布如(ru)圖2所示,其(qí)💋權重函數(shu)0.85~1.2範圍的陰(yīn)影線部分(fen)比圖1所示(shi)陰影線☎️部(bù)分面積✂️擴(kuò)大,權重函(hán)數越近1的(de)區域流速(sù)分布畸變(biàn)影響的敏(mǐn)感度越小(xiǎo),減少了㊙️流(liú)速分布影(yǐng)響。中小口(kǒu)徑儀表所(suǒ)采用闆🔞狀(zhuang)電極,其權(quan)重函數分(fèn)布如圖🌈3,與(yu)兩對電極(jí)儀表相似(sì),隻是制造(zào)比較複雜(zá),現在市🐪場(chang)上已少見(jiàn)☎️此😍類定型(xíng)産品。 三試(shì)驗與效果(guo) 橫河電機(ji)(日)以流速(su)分布畸變(bian)顯著的各(ge)種開度閘(zha)閥爲擾流(liú)件🧡,置于流(liu)量傳感器(qì)上遊3D處,以(yi)電極軸與(yǔ)閘閥開啓(qǐ)🈲方向平行(hang)和垂直兩(liang)種姿勢(見(jiàn)圖4),4種閘閥(fá)🌈開度,即25%、50%、75% .和(hé)全開,作流(liu)速1m/s的實流(liú)實驗。結果(guǒ)如圖5所示(shi),閘閥開度(du)在(25~ 75)%範圍,兩(liǎng)對電極儀(yi)表比一對(dui)✏️電極儀表(biǎo)誤差可減(jian)小一半以(yi)上,從🔆而可(ke)縮短前置(zhi)直管長度(du)。 橫河電機(ji)規定兩對(duì)電極電磁(ci)流量計前(qian)置直管長(zhang)度要求,與(yu)一對電極(jí)比較如表(biǎo)所示。 四 結(jié)語 供水行(hang)業爲加強(qiang)出廠水計(jì)量工作,建(jiàn)議流量變(biàn)化較大的(de)場所采用(yong)"單泵一表(biao)制", 因此較(jiào)多水廠出(chu)廠水泵房(fang)每台泵後(hou)裝㊙️有一台(tái)電磁流量(liang)計。然而水(shuǐ)廠管系布(bù)置常受場(chang)地制約,沒(mei)有💃🏻足夠直(zhí)管長度位(wèi)置👨❤️👨,此時可(kě)選用兩對(duì)電極電磁(cí)流量計。
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