非滿管道電磁流量計(jì)
管道式電磁流量計(jì)通常應(yīng)用于封閉管道的液體滿管流。對(duì)于流量變化很大，流體有時(shí)充滿管道，有時(shí)充不滿管道的情形，管道式電磁流量計(jì)不能適用。如果使用測(cè)量明渠流量的堰、槽或潛水型電磁流量計(jì)，滿管時(shí)的水頭損失太大，影響出流；流量太小時(shí)，流體進(jìn)不到堰、稽或潛水型電磁流量傳感器中，無法測(cè)量。非滿管電磁流量傳感器可以與安裝管徑一致，在很大的流量范圍內(nèi)工作，能夠用于封閉管道滿管流和非封閉管道或敞開管道的自由表面流測(cè)量，且不產(chǎn)生水頭損失，如市政排水、廢水處理、農(nóng)用灌溉，流體靠自然流下的流量測(cè)量。
電磁流量計(jì)是以傳感器截面面積恒定，測(cè)量平均流速得到流量。非滿管內(nèi)的流體截面面積是變化的，流量測(cè)量不僅要測(cè)量流過傳感器的平均流速，而且還要測(cè)量流過傳感器的流體截面積。這就是說，非滿管電磁流量計(jì)的流量測(cè)量需要求的至少是流速和液位兩個(gè)變量。
由權(quán)重函數(shù)理論可知，電極上感應(yīng)的信號(hào)電壓是電極斷面內(nèi)所有質(zhì)點(diǎn)電位的集合。在非滿管傳感器內(nèi)，不論過水截面如何改變，流體流動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總會(huì)有感應(yīng)電勢(shì)，這些電勢(shì)一定要處于電極的集合范圍內(nèi)。電極不能暴露在空氣中，否則電極不會(huì)得到感應(yīng)的流量信號(hào)。于是，非滿管傳感器結(jié)構(gòu)中可以有管中心偏向底部的大面積電極、所示的多電極和安裝在傳感器底部的液位檢測(cè)點(diǎn)電極等結(jié)構(gòu)。
在非滿管道傳感器中，流速分布由管道的水力坡度所決定，測(cè)量的平均流速要對(duì)不同的流速分布進(jìn)行修正。當(dāng)滿足W×B=常數(shù)時(shí)，測(cè)量不受流速分布改變的影響，并且W與電
極面積和質(zhì)點(diǎn)的幾何位置有關(guān)。在非滿管道傳感器中，不同的流體截面，改變質(zhì)點(diǎn)電勢(shì)的幾何位置和電極面積，也就是改變權(quán)重函數(shù)W。有些類型的非滿管傳感器可以通過特殊的威磁形式，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B，感應(yīng)不同的電動(dòng)勢(shì)，以求取水位。
非滿管電磁流量計(jì)中，測(cè)量液位的方法有多種，它們大多不附加液位傳感器，而由流量測(cè)量電極或在測(cè)量管襯里內(nèi)設(shè)置液位檢測(cè)電極完成液位測(cè)量。常見測(cè)量液位方法如下。
①應(yīng)用權(quán)重函數(shù)與幾何位置有關(guān)的原理，用兩種勵(lì)磁線圈不同接法，改變磁場(chǎng)所產(chǎn)生電勢(shì)的比值，建立液位的函數(shù)關(guān)系，通過單片機(jī)計(jì)算來求取液位。
②應(yīng)用電容法的液位測(cè)量。電容法測(cè)量基于測(cè)量管襯里內(nèi)設(shè)置的兩金屬極板間的電容與流體截面積成正比，來測(cè)量不同液位。
非滿管電磁流量計(jì)的流量測(cè)量需要對(duì)測(cè)量的電動(dòng)勢(shì)及勵(lì)磁做復(fù)雜的計(jì)算和控制，很明顯它的發(fā)展離不開單片機(jī)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展。 為了擴(kuò)展低水位流量的測(cè)量，非滿管電磁流量傳感器可制成所示具有喉部槽的形狀。將電極安裝在喉部的測(cè)板上，以提高測(cè)量分辨率。
|
