電磁流量計與漩渦流量計的原理及應(yīng)用

電磁流量計與漩渦流量計的原理及應(yīng)用
摘要：工業(yè)生產(chǎn)中工藝參數(shù)的采集根據(jù)被測變量的不同一般分為溫度、壓力、流量、物位和分析儀表。本文就流量的測量進(jìn)行分析關(guān)鍵詞：流量測量儀表；漩渦流量計和電磁流量計
   1引言
   流量數(shù)據(jù)在工業(yè)生產(chǎn)中是重要的工藝參數(shù)，流量測量儀表被廣泛應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不斷有新型流量儀表出現(xiàn)，漩渦流量計和電磁流量計就是其中的兩種。這兩種流量計在流量測量中占有較大比重，發(fā)揮著重要作用。但是，由于各自工作原理和結(jié)構(gòu)不同，如果選擇、使用不當(dāng)，這兩種流量計在實際使用過程中，也會出現(xiàn)一些問題。下面從工作原理和使用兩個方面對這兩種流量計進(jìn)行分析、比較。
   2兩種流量計的工作原理
  2.1電磁流量計是依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測量管內(nèi)流體流量的測量裝置。當(dāng)流體在管道中流動時，相當(dāng)于一根具有一定電導(dǎo)率的導(dǎo)體的切割磁力線，在電極兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，它的大小與流量成正比，并通過電極將此信號引至變送器。 Ex=BDV式中： Ex-感應(yīng)電動勢； B—磁感應(yīng)強度；D－流量計公稱通徑；V－被測介質(zhì)在磁場中的運動速度。管道直徑 D和磁感應(yīng)強度 B不變時，感應(yīng)電勢 Ex和流速間成正比。但上式是在均勻直流磁場條件下導(dǎo)出的，由于直流磁場易使管道中的導(dǎo)電介質(zhì)發(fā)生極化，會影響測量精度，因此工業(yè)上常采用交流磁場， B＝BmSinωt，
得 Q= πD · Ex ,式中： ω-交變磁場的角頻
4 BmSinωt 率； Bm-交變磁場磁感應(yīng)強度值。
感應(yīng)電勢 Ex與被測量介質(zhì)的體積流量 Q成正比。但變送器輸出的 Ex是一個微弱的交流信號，其中包含有各種干擾成分，而且信號內(nèi)阻變化高達(dá)幾萬歐姆，因此，要求轉(zhuǎn)換器是一個高輸入阻抗，且能抑制各種干擾成分的交流毫伏
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
轉(zhuǎn)換器，將感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)換成 4～20mADC的統(tǒng)一信號，以供顯示、調(diào)節(jié)和控制。
智能電磁流量計的特點是無壓損，無機械慣性，反應(yīng)十分靈敏，測量范圍寬，量程比寬，可測量含有固體顆粒、懸浮物或酸、堿、鹽溶液等具有一定電導(dǎo)率的液體體積流量，也可進(jìn)行雙向測量。
   2.2漩渦流量計又稱渦街流量計，它可以用來測量各種管道中的液體、氣體、蒸汽的流量，是目前工業(yè)控制、能源計量及節(jié)能管理中常用的新型流量儀表。漩渦流量計是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來測量流體流量的儀表。在流體中垂直插入一個非流線形的柱狀物（圓柱或三角柱）作為漩渦發(fā)生體。當(dāng)雷諾數(shù)達(dá)到一定數(shù)值時，會在柱狀物的下游處產(chǎn)生兩列不對稱但有規(guī)律的交替漩渦，該漩渦渦列通常是不穩(wěn)定的。當(dāng)兩漩渦列之間的距離 h和同列的兩漩渦之間的距離 L之比能滿足 h/l=0.281時，所產(chǎn)生的非對稱漩渦列才能達(dá)到穩(wěn)定，像這樣的漩渦渦列稱為卡門渦列。
由圓柱漩渦發(fā)生體形成的卡門漩渦，其單列漩渦產(chǎn)生的頻率為
f=St u
d
式中： f-單列漩渦產(chǎn)生的頻率， Hz；u-流體平均流速， m/s；d-圓柱直徑， m；St-斯特勞哈爾系數(shù)（當(dāng)雷諾數(shù) Re=5×102～1.5×1.5，St=0.2）。
當(dāng) St近似為常數(shù)時，漩渦產(chǎn)生的頻率 f與流體的平均流速成正比，測得 f即可求得體積流量 Q。
漩渦流量計的特點是精確度高、測量范圍寬、沒有運動部件、無機械磨損、維護(hù)方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。缺點是其中的漩渦頻率檢測傳感器容易受周圍其他振源的影響，產(chǎn)生誤差。
  3兩種流量計應(yīng)用情況
  實例一，某化工廠使用渦街流量計測量二異丙基醚流量，流量顯示經(jīng)常出現(xiàn)時有時無的現(xiàn)象，經(jīng)檢查在渦街流量計的發(fā)聲體上粘有二異丙基醚結(jié)晶物，造成發(fā)聲體不能起振出現(xiàn)測量誤差，清除結(jié)晶物后流量計工作正常，此例可以看出旋渦流量計的發(fā)聲體容易附著結(jié)晶物，在設(shè)計安裝過程中應(yīng)注意考慮結(jié)晶問題，或者采取措施減少結(jié)晶物的析出，或者考慮采用其他形式的流量計。
  實例二，某化工廠使用電磁流量計測量加熱后的冷卻水流量，兩條生產(chǎn)線同一位置流量計先后出現(xiàn)無流量顯示故障，經(jīng)拆解檢查分析為高溫介質(zhì)將電磁流量計襯里燙傷，導(dǎo)致電極短路，測量失準(zhǔn)。
  實例三，某化工廠使用電磁流量計測量循環(huán)水流量，在循環(huán)水流量較低的場合經(jīng)常出現(xiàn)指示不準(zhǔn)的現(xiàn)象，多次經(jīng)儀表人員確定也沒有發(fā)現(xiàn)故障所在，后經(jīng)拆除連接管后發(fā)現(xiàn)電磁流量計由于水平安裝，小流量時管道里沒有充滿液體這才導(dǎo)致電磁流量計指示不準(zhǔn)。
  4結(jié)束語
   通過以上的分析對兩種流量計的選擇總結(jié)如下：
  4.1對于介質(zhì)溫度較高的場合（不超過 120℃），不宜選用電磁流量計。
  4.2在易產(chǎn)生負(fù)壓情況的管段不宜選用電磁流量計。
  4.3對于被測介質(zhì)中雜質(zhì)較多，易結(jié)晶的不宜選用渦街流量計。
  4.4對于管路振動較嚴(yán)重的場合，應(yīng)盡可能避免使用漩渦流量計。
  4.5智能電磁流量計對前后直管段有要求，并且要滿管測量。參考文獻(xiàn)
[1]樂嘉謙 .儀表工手冊 [C].化學(xué)工業(yè)出版社 . [2]自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范 .(GB 500932002)[3]陳洪全 ,岳智 .儀表工程施工手冊 [M].化學(xué)工業(yè)出版社--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關(guān)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網(wǎng)站：