電磁流量計與旋進旋渦流量計的(de)原理(lǐ)及應用(yòng)

摘要：工業生産中工藝參數的(de)采集根據被測變量的(de)不同一般分(fēn)爲溫度、壓力、流量、物(wù)位和(hé)分(fēn)析儀表。本文就流量的(de)測量進行分(fēn)析。
1、引言
流量數據在工業生産中是重要的(de)工藝參數，流量測量儀表被廣泛應用(yòng)。随著(zhe)科學技術的(de)不斷發展，不斷有新型流量儀表出現，旋進旋渦流量計和(hé)電磁流量計就是其中的(de)兩種。這(zhè)兩種流量計在流量測量中占有較大(dà)比重，發揮著(zhe)重要作用(yòng)。但是，由于各自工作原理(lǐ)和(hé)結構不同，如果選擇、使用(yòng)不當，這(zhè)兩種流量計在實際使用(yòng)過程中，也(yě)會出現一些問題。下(xià)面從工作原理(lǐ)和(hé)使用(yòng)兩個(gè)方面對(duì)這(zhè)兩種流量計進行分(fēn)析、比較。
2、兩種流量計的(de)工作原理(lǐ)
2．1電磁流量計是依據法拉第電磁感應定律來(lái)測量管内流體流量的(de)測量裝置。當流體在管道中流動時(shí)，相當于一根具有一定電導率的(de)導體的(de)切割磁力線，在電極兩端産生感應電動勢，它的(de)大(dà)小與流量成正比，并通(tōng)過電極将此信号引至變送器

Ex=BDV式中：E感應電動勢；B—磁感應強度；D一流量計公稱通(tōng)徑；v一被測介質在磁場(chǎng)中的(de)運動速度。管道直徑D和(hé)磁感應強度B不變時(shí)，感應電勢Ex和(hé)流速間成正比。但上式是在均勻直流磁場(chǎng)條件下(xià)導出的(de)，由于直流磁場(chǎng)易使管道中的(de)導電介質發生極化(huà)，會影(yǐng)響測量精度，因此工業上常采用(yòng)交流磁場(chǎng)，B=BmSin~ot，式中：∞一交變磁場(chǎng)的(de)角頻(pín)鬥111lntot
率；Bm——交變磁場(chǎng)磁感應強度最大(dà)值。
感應電勢Ex與被測量介質的(de)體積流量Q成正比。但變送器輸出的(de)Ex是一個(gè)微弱的(de)交流信号，其中包含有各種幹擾成分(fēn)，而且信号内阻變化(huà)高(gāo)達幾萬歐姆，因此，要求轉換器是一個(gè)高(gāo)輸入阻抗，且能抑制各種幹擾成分(fēn)的(de)交流毫伏轉換器，将感應電動勢轉換成4～20mADC的(de)統一信号，以供顯示、調節和(hé)控制。電磁流量計的(de)特點是無壓損，無機械質性，反應十分(fēn)靈敏，測量範圍寬，量程比寬，可(kě)測量含有固體顆粒、懸浮物(wù)或酸、堿、鹽溶液等具有一定電導率的(de)液體體積流量，也(yě)可(kě)進行雙向測量。

2．2漩渦流量計又稱旋進旋渦流量計，它可(kě)以用(yòng)來(lái)測量各種管道中的(de)液體、氣體、蒸汽的(de)流量，是目前工業控制、能源計量及節能管理(lǐ)中常用(yòng)的(de)新型流量儀表旋進旋渦流量計是利用(yòng)有規則的(de)漩渦剝離現象來(lái)測量流體流量的(de)儀表。在流體中垂直插入一個(gè)非流線形的(de)柱狀物(wù)(圓柱或三角柱)作爲漩渦發生體。當雷諾數達到一定數值時(shí)，會在柱狀物(wù)的(de)下(xià)遊處産生兩列不對(duì)稱但有規律的(de)交替漩渦，該漩渦渦列通(tōng)常是不穩定的(de)。當兩漩渦列之間的(de)距離h和(hé)同列的(de)兩漩渦之間的(de)距離L之比能滿足M=0．281時(shí)，所産生的(de)非對(duì)稱漩渦列才能達到穩定，像這(zhè)樣的(de)漩渦渦列稱爲卡門渦列。
由圓柱漩渦發生體形成的(de)卡門漩渦，其單列漩渦産生的(de)頻(pín)率爲

式中：f_單列漩渦産生的(de)頻(pín)率，Hz；u-流體平均流速，m/s；~圓柱直徑，m；st—斯特勞哈爾系數(當雷諾數R~5x102～1．5~1．5，St-O．2)。當st近似爲常數時(shí)，漩渦産生的(de)頻(pín)率f與流體的(de)平均流速成正比，測得(de)f即可(kě)求得(de)體積流量Q。
旋進旋渦流量計的(de)特點是精确度高(gāo)、測量範圍寬、沒有運動部件、無機械磨損、維護方便、壓力損失小、節能效果明(míng)顯。酰是其中的(de)漩渦頻(pín)率檢測傳感器容易受周圍其他(tā)振源的(de)影(yǐng)響，産生誤差。
3、兩種流量汁應用(yòng)情況
實例一，某化(huà)工廠使用(yòng)旋進旋渦流量計測量二異丙基醚流量，流量顯示經常出現時(shí)有時(shí)無的(de)現象，經檢查在旋進旋渦流量計的(de)發聲體上粘有二異丙基醚結晶物(wù)，造成發聲體不能起振出現測量誤差，清除結晶物(wù)後流量計工作正常，此例可(kě)以看出旋進旋渦流量計的(de)發聲體容易附著(zhe)結晶物(wù)，在設計安裝過程中應注意考慮結晶問題，或者采取措施減少結晶物(wù)的(de)析出，或者考慮采用(yòng)其他(tā)形式的(de)流量計。
實例二，某化(huà)工廠使用(yòng)電磁流量計測量加熱(rè)後的(de)冷(lěng)卻水(shuǐ)流量，兩條生産線同一位置流量計先後出現無流量顯示故障，經拆解檢查分(fēn)析爲高(gāo)溫介質将電磁流量計襯裏燙傷，導緻電極短路，測量失準。
實例三，某化(huà)工廠使用(yòng)電磁流量計測量循環水(shuǐ)流量，在循環水(shuǐ)流量較低的(de)場(chǎng)合經常出現指示不準的(de)現象，多(duō)次經儀表人(rén)員(yuán)确定也(yě)沒有發現故障所在，後經拆除連接管後發現電磁流量計由于水(shuǐ)平安裝，小流量時(shí)管道裏沒有充滿液體這(zhè)才導緻電磁流量計指示不準。
4、結束語
通(tōng)過以上的(de)分(fēn)析對(duì)兩種流量計的(de)選擇總結如下(xià)：
4.1對(duì)于介質溫度較高(gāo)的(de)場(chǎng)合(不超過120℃)，不宜選用(yòng)電磁流量計。
4.2在易産生負雎情況的(de)管段不宜選用(yòng)電磁流量計。
4.3對(duì)于被測介質中雜(zá)質較多(duō)，易結晶的(de)不宜選用(yòng)旋進旋渦流量計。
4.4對(duì)于管路振動較嚴重的(de)場(chǎng)合，應盡可(kě)能避免使用(yòng)旋進旋渦流量計。
4.5電磁流量計對(duì)前後直管段有要求，并且要滿管測量。