流量測量的目的和意義 流量與電磁感應法的流量測量 電磁感應法的流量測量 電磁流量計的特點 電磁流量計的測量原理和理論 電磁流量計的組成 法拉電磁感應定律 電磁流量傳感器的工作原理

電磁流量傳感器的工作原理

電磁流量傳感器的工作原理
    傳感器是利用法拉電磁感應定律的原理制造的。它能夠把流速(流量)這個物理量線性地變換成感應電動勢另一個物理量。
    我們把在管道內流動的導電液休流動看成導休的運動。當管道置于磁場內,在與磁場方向、管道的中心軸、管道的直徑三者相互垂直的管道位置,裝兩個與液體相接觸的電極.如圖2一2所示。那么,管道的直徑可以看成導體的長度,液體相對于電極流動,這樣就可以看成導體在磁場內做切割磁力線運動。顯然,這時候兩電極能夠感應出電動勢米。感應電動勢大小遵循式(2-2)0如果能夠側量出兩電極問的電動勢,也就是電壓,那么當磁感應強度B時,測量的感應電動勢與管道內的平均流速成正比。

(2一4)

(2一5)

(2一6)


    由式(2一1),流過管道斷面的體積流量等于該斷面的面積與流速的乘積。對于圓形側量管,流過的體積沉量為式(2一5)表示,感應電動勢的大小與電極距離,也就是與傳感器測量管內徑D成反比,與磁感應強度B成正比。當測量管內徑和磁場的磁感應強度B時,感應電動勢與流量成正比。式(2一6)說明管道內徑D,但磁感應強度B變動時,流量與感應電動勢E和磁感應強度B的比值成正比。從這兩個公式可以看到,電磁流量計的流量測量與其他物理參數的變化無關,這就是電磁流量計的大優點。
上述的公式只是粗略地說明電磁流量計的工作原理。其實,它必須是在的條件下才能成立的。這是因為,它假定:
(1)磁場在無限大范圍內,磁感應強度B是均勻分布;
(2)流體的速度如同固體導體一樣,其內部質點的速度處處相等,與平均流速相同。實際的情況是磁場只能在有限范圍內磁感應強度B相對均勻分布。而且對于空間中質點,磁場中的磁感應強度是有方向性的矢量;導電流休內部質點的速度分布并非處處相等,質點運動的速度也是矢量。這樣看來,導電流體在磁場內流動產生感應電動勢遠比一般導體在磁場內作切割磁力線運動,導體兩端產生電動勢的情況要復雜得多。因此.我們必須從微觀上去認識電磁流量計是如何工作的。問題的解決必須通過微分方程的建立與解析,得出電磁流量計的工作前提條件,這就是研究電磁流量計理論問題的必要性。


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