電磁流量計被測介質流動狀態對測量的影響
根據流體力學的知識可知,液體在管道內流動時,在管道橫截面上各點的流速是不相等的.通常,管內流動呈層流或紊流狀態,兩者的速度分布雖不同,但只要經過一定距離的直管段,軸不對稱流速分布即變為軸對稱分布.管道橫截面上各點的流速,僅是改點至管道中心距離r的函數,即:V=f(r)
管道在管軸中心處為,在管壁處為零.(此處多證明公式推導略….)
由此可見,只要流速分布相對測量管中心軸為對稱式,則在電極上產生的感應電動勢大小與各點的流速分布狀態(層流或紊流)無關,而只與被測液體的平均流速成正比.因此,流速分布為軸對稱是均勻磁場型ZN系列中能系列電磁流量計必須滿足的工作條件之一.
假如流速分布相對管中心軸為非對稱是,雖然總的流量相同,但在電極附近感應電動勢大,所測得的信號比實際流量值大;相反,在與電極成90°地方感應電動勢小,所測得的信號比實際流量值小,這樣就會給測量帶來誤差.因為為了使流速分布達到軸對稱,變送器前面的直管端,還是必要的.對于采用非均勻磁場,縮短測量管長度/在流速分布為非軸對稱情況下進行測量的問題,則屬于非均勻磁場型電磁流量計的范圍,將另行討論!
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一般來說,ZN系列中能系列電磁流量計對被測介質有導電要求,需要具備一定的電導率.對于導電率極低的介質,
通常采用下列措施:
1.降低變送器的內阻;在保證測量精度的前提下,為了能夠測量電導率較低的液體流量,并延長信號傳輸線的長度,
首先應降低變送器內阻.采用大面積電極或采用三電極結構來減少電極與液體之間的接觸電阻,可以降低變送器的內阻.
同時,在變送器內部設置低噪聲前置放大器,可使變送器以低阻抗和高噪比的輸出.
2.提高轉換器的輸入阻抗.為了達到上述的要求,另外一個重要的方法是提高轉換器的輸入阻抗.
例如:采用變容二極管的差動輸入反饋放大器作輸入級,可測量電導率低至0.1 μS/cm
3.屏蔽驅動電路.在測量低電導率介質時,由于變送器內阻增大,信號線的分布電容對信號電壓的衰減影響就很顯著了.通常采用雙層屏蔽電纜和屏蔽驅動電路來傳輸信號,使內層屏蔽線具有與信號芯線相同的電位(相位也相同),它們之間的分布電容的影響趨近于零.