化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
斯美特RPMAG62F分體式電磁流量計特點
閱讀：121 發(fā)布時間：2025-1-7斯美特RPMAG62F分體式電磁流量計特點是一種測量液體流量的儀器，它通過測量液體通過導電管道時的電磁感應來實現(xiàn)流量測量。其工作原理基于法拉第電磁感應定律，即當導體在磁場中運動時，會產(chǎn)生感應電動勢，并與導體的速度和磁場的強度成正比。下面將詳細介紹電磁流量計的工作原理、公式，以及主要參數(shù)和調(diào)整方法。
一、電磁流量計的工作原理
電磁流量計由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。流量傳感器由兩個電磁線圈組成，分別為勵磁線圈和檢測線圈。勵磁線圈通過外加電流在導電管道上產(chǎn)生一個強磁場，而檢測線圈用于測量液體通過導電管道時的感應電動勢。當導電液體通過導電管道時，根據(jù)法拉第電磁感應定律，液體中的導體運動會產(chǎn)生感應電動勢，而這個感應電動勢與液體的速度和磁場的強度成正比。因此，通過測量感應電動勢的大小，可以確定液體的流量。
具體而言，當流體通過導電管道時，沿著管道截面的一根軸向沿著導電管道的速度加速度加上一個電勢的梯度（由于導電液體的電導率一般很低，可以忽略），這個電勢梯度可以表示為E = -frac{dV}{dx}，其中E是電勢梯度，V是管道徑向的電勢，dx是管道徑向的位移。當導電液體通過磁場時，由于導電液體的電流密度J與電場強度的關(guān)系為J = σE，其中σ是導電液體的電導率，E是電場強度。根據(jù)安培定律rotB = μ_0J，其中B是磁感應強度，J是電流密度，μ_0是真空中的磁導率。所以可以得到rotB = μ_0σE。根據(jù)斯托克斯定理，可以將上述方程寫為：
int_{A} rot B·dA = μ_0int_{V} σE·dV
其中A是管道的橫截面積，B是通過橫截面A的磁感應強度，E是由于導電液體通過磁場產(chǎn)生的電場強度。上述方程的左側(cè)是磁感應強度的繞線積分，右側(cè)是電場強度的體積積分。在坐標系xOy平面的位置上，因為沒有磁場的垂直分量，B = B_z =0，所以在左側(cè)的推導過程中，為BdA=BydS。又因為在垂直于y軸的方向上有B_x = 0，所以rotB = frac{dB_y}{dx}，σE = rho cdot E，其中**ρ= frac{1}{σ}**是液體的電阻率。代入原方程得到：
int_{A} frac{dB_y}{dx}·dA = μ_0int_{V} j·dV
由于電阻率與電導率成反比，所以** frac{dB_y}{dx} = - frac{μ_0}{ρ} int_{V} j·dV**。對上式在y方向上進行一次積分變換，即可得到：
B_{y1} - B_{y0} = frac{μ_0}{ρ} ∫{V1}≈ frac{μ_0}{ρ} int{V0}v·a·dt = frac{μ_0}{ρ}∫{t0}^{t1}∫{V_y0}^{V_y1}v·a·drdy = frac{μ_0}{ρ}∫{t0}^{t1}a ycdot ∫{C0}^{C1}v·dsdt
其中，B_{y1}和B_{y0}是導電液體通過磁場時的磁感應強度，V1和V0是導電液體通過磁場時的體積，v是導電液體通過導電管道時的流速，a是導電液體通過導電管道時的橫截面積，t1和t0是液體通過磁場的時間，C1和C0是液體通過磁場時的質(zhì)量流動線，ds是質(zhì)量流動線C上的長度元素，**ρ= frac{1}{σ}**是液體的電阻率?？梢钥闯?，當導電液體通過導電管道時，磁感應強度的變化與導電液體通過導電管道的質(zhì)量流動線和流速有關(guān)。
根據(jù)安培環(huán)路定理，$∮ H·dl =
Ncdot I**，其中H是磁場強度，I是線圈上的電流，N是線圈的匝數(shù)，dl是線圈上的長度元素，∮表示對線圈上的閉合路徑C求線積分。當線圈上有$2Ni的電流時，環(huán)路積分∮ H·dl = 2Ni cdot L=Ncdot I**，其中L是線圈的周長。由于流量傳感器中的勵磁線圈通過外加電流產(chǎn)生了磁場，所以可以得到H = frac{I}{2πR}。將上述方程代入到斯托克斯定理中，即可得到：
∮ H·dl = frac{I}{2πR}∮dl =frac{I}{2πR} L=Ncdot I
即frac{L}{2πR}= N。再代入到B = μ_0H中，即可得到：
B = μ_0 cdot frac{I}{2πR}
其中B是線圈內(nèi)的磁感應強度，I是線圈上的電流，R是線圈的半徑。
由于液體流經(jīng)磁場時感應出的電動勢E與磁感應強度B及流速v成正比，可以得出以下公式：
E = k·B·v
其中k是一個與傳感器有關(guān)的常數(shù)，稱為刻度系數(shù)。通過測量感應電動勢的大小，再根據(jù)公式，就可以計算出液體的流速和流量。
斯美特RPMAG62F分體式電磁流量計特點
