關(guān)于水流量計的測量原理介紹
點(diǎn)擊次數：3883 發(fā)布時(shí)間：2021-09-09 01:36:06
1、基于使用電磁流量計的工作原理
水流量計測量原理是基于法拉第電磁感應規律。流量計的測量管是一內襯絕緣材料的非導磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭于襯里內表面基本齊平。勵磁線(xiàn)圈由雙向方波脈沖勵磁時(shí)，將在與測量管軸線(xiàn)垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場(chǎng)。此時(shí)，如果具有一定電導率的流體流經(jīng)測量管，將切割磁力線(xiàn)感應出電動(dòng)勢E。電動(dòng)勢E正比于磁通量密度B，測量管內徑d與平均流速 的乘積、電動(dòng)勢E（流量信號）由電極檢出并通過(guò)電纜送至轉換器。轉換器將流量信號放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖，模擬電流信號，用于流量的測量和控制。
式中： E---------為電極間的信號電壓（v）
B---------磁通密度（T）
d---------測量管內徑(m)
--------平均流速（m/s）
K---------常數
由于K為常數，勵磁電流是恒流的，故B也是常數，則由（1-1）式可知，體積流量Q與信號電壓E成正比，即流速感應的信號電壓E與體積流量Q成線(xiàn)性關(guān)系。因此，只要測量出E就可確定流量Q，這就是電磁流量計的基本工作原理。
由(1-1）式可知，被測流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、導電率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數不會(huì )影響測量結果。至于流動(dòng)狀態(tài)只要符合軸對稱(chēng)流動(dòng)（如層流或紊流）就不會(huì )影響測量結果的。因此說(shuō)電磁流量計是一種真正的體積流量計。
2、基于使用渦輪流量計的工作原理
水流量計流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉動(dòng)力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉，在力矩平衡后轉速穩定，在一定的條件下，轉速與流速成正比，由于葉片有導磁性，它處于信號檢測器（由永久磁鋼和線(xiàn)圈組成）的磁場(chǎng)中，旋轉的葉片切割磁力線(xiàn)，周期性的改變著(zhù)線(xiàn)圈的磁通量，從而使線(xiàn)圈兩端感應出電脈沖信號，此信號經(jīng)過(guò)放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續的矩形脈沖波，可遠傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時(shí)流量或總量。在一定的流量范圍內，脈沖頻率f與流經(jīng)傳感器的流體的瞬時(shí)流量Q成正比，流量方程為：
式中：
f——脈沖頻率[Hz]
k——傳感器的儀表系數[1/m3]，由校驗單給出。
Q——流體的瞬時(shí)流量（工作狀態(tài)下）[m3/h]
3600——秒時(shí)換算系數
每臺傳感器的儀表系數由制造廠(chǎng)填寫(xiě)在檢定證書(shū)中，k值設入配套的顯示儀表中，便可顯示出瞬時(shí)流量和累積總量。
3、基于使用渦街流量計的工作原理
水流量計在流體中設置非流線(xiàn)型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產(chǎn)生兩列有規則的旋渦，這種旋渦稱(chēng)為卡曼渦街，如圖(一)所示。
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱(chēng)地排列。設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)來(lái)流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:
f=StV/d 公式(1)
式中：
f－發(fā)生體一側產(chǎn)生的卡門(mén)旋渦頻率
St－斯特羅哈爾數（無(wú)量綱數）
V－流體的平均流速
d－旋渦發(fā)生體的寬度
由此可見(jiàn)，通過(guò)測量卡門(mén)渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中,斯特羅哈爾數（St）是無(wú)因次未知數，
圖（二）表示斯特羅哈爾數（St）與雷諾數（Re）的關(guān)系。
在曲線(xiàn)表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內流體的流速，由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數與體積量之比，稱(chēng)為儀表常數（K），見(jiàn)式（2）
K＝N/Q（1/m³） 公式（2）
式中：K＝儀表常數（1/m³）。
N＝脈沖個(gè)數
Q＝體積流量（m³）
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