硝酸流量計的原理圖

一、工作原理

硝酸流量計是根據(jù)法拉*電磁感應定律進行流量測量的流量計。硝酸流量計的優(yōu)點是壓損*小，可測流量范圍大。*大流量與*小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，*大可達3m，輸出信號和被測流量成線性，精確度較高，可測量電導率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。

當導體在磁場中作切割磁力線運動時，在導體中會產(chǎn)生感應電勢，感應電勢的大小與導體在磁場中的有效長度及導體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。同理，導電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應力線時，也會在管道兩邊的電*上產(chǎn)生感應電勢。感應電勢的方向由右手定則判定，感應電勢的大小由下式確定：

Ex=BDv－－－式（1）

式中Ex-感應電勢，V；

　　B-磁感應強度，T

　　D-管道內(nèi)徑，m

　　v-液體的平均流速，m/s

然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（πD2）/4的乘積，將式（1）代入該式得：

Qv=(πD/4B)* Ex －－－式（2）

由上式可知，在管道直徑D己定且保持磁感應強度B不變時，被測體積流量與感應電勢呈線性關(guān)系。若在管道兩側(cè)各插入一根電*，就可引入感應電勢Ex，測量此電勢的大小，就可求得體積流量。

據(jù)法拉*電磁感應原理，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電*，當導電液體沿測量管軸線運動時，導電液體切割磁力線產(chǎn)生感應電勢，此感應電勢由兩個檢測電*檢出，數(shù)值大小與流速成正比例，其值為：

E=B·V·D·K

式中：E－感應電勢；

K－與磁場分布及軸向長度有關(guān)的系數(shù)；

B－磁感應強度；

V－導電液體平均流速；

D－電*間距；（測量管內(nèi)直徑）

傳感器將感應電勢E作為流量信號，傳送到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)放大，變換濾波等信號處理后，用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出，報警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協(xié)議。

注：不同硝酸流量計參數(shù)略有差異，使用時請務必查看說明書。

根據(jù)法拉*電磁感應定律，在磁感應強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內(nèi)徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速v流動時，導電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電*則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布，兩電*之間產(chǎn)生感生電動勢：

e=KBDv (3-36)

式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數(shù)。由此可得管道的體積流量為：

qv= πeD/4KB (3-37)

由上式可見，體積流量qv與感應電動勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數(shù)無關(guān)。這就是硝酸流量計的測量原理。

需要說明的是，要使式(3-37)嚴格成立，必須使硝酸流量計測量條件滿足下列假定：

①磁場是均勻分布的恒定磁場;

②被測流體的流速軸對稱分布;

③被測液體是非磁性的;

④被測液體的電導率均勻且各向同性。

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