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電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)工作原理圖
電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計(jì)中,，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時,，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓（工作原理如下圖所示）,。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠,，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離,。傳感器主要組成部分是：測量管、電極,、勵磁線圈,、鐵芯與磁軛殼體。它主要用于測量封閉管道中的導(dǎo)電液體和漿液中的體積流量。包括酸,、堿,、鹽等強(qiáng)腐蝕性的液體。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油,、化工,、冶金、紡織,、食品,、制藥、造紙等行業(yè)以及環(huán)保,、市政管理,，水利建設(shè)等領(lǐng)域。
轉(zhuǎn)子流量計(jì)
轉(zhuǎn)子流量計(jì)
轉(zhuǎn)子流量計(jì)由兩個部件組成,，轉(zhuǎn)子流量計(jì)一件是從下向上逐漸擴(kuò)大的錐形管;轉(zhuǎn)子流量計(jì)另一件是置于錐形管中且可以沿管的中心線上下自由移動的轉(zhuǎn)子,。轉(zhuǎn)子流量計(jì)當(dāng)測量流體的流量時，被測流體從錐形管下端流入,，流體的流動沖擊著轉(zhuǎn)子,，并對它產(chǎn)生一個作用力(這個力的大小隨流量大小而變化);當(dāng)流量足夠大時，所產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起,，并使之升高,。同時，被測流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面,，這時作用在轉(zhuǎn)子上的力有三個:流體對轉(zhuǎn)子的動壓力,、轉(zhuǎn)子在流體中的浮力和轉(zhuǎn)子自身的重力。 流量計(jì)垂直安裝時,，轉(zhuǎn)子重心與錐管管軸會相重合,，作用在轉(zhuǎn)子上的三個力都沿平行于管軸的方向。當(dāng)這三個力達(dá)到平衡時,，轉(zhuǎn)子就平穩(wěn)地浮在錐管內(nèi)某一位置上,。對于給定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子大小和形狀己經(jīng)確定,，因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量,，唯有流體對浮子的動壓力是隨來流流速的大小而變化的。因此當(dāng)來流流速變大或變小時,，轉(zhuǎn)子將作向上或向下的移動,，相應(yīng)位置的流動截面積也發(fā)生變化，直到流速變成平衡時對應(yīng)的速度,，轉(zhuǎn)子就在新的位置上穩(wěn)定,。對于一臺給定的轉(zhuǎn)子流量計(jì),，轉(zhuǎn)子在錐管中的位置與流體流經(jīng)錐管的流量的大小成一一對應(yīng)關(guān)系。
為了使轉(zhuǎn)子在在錐形管的中心線上下移動時不碰到管壁,，通常采用兩種方法:一種是在轉(zhuǎn)子中心裝有一根導(dǎo)向芯棒,，以保持轉(zhuǎn)子在錐形管的中心線作上下運(yùn)動，另一種是在轉(zhuǎn)子圓盤邊緣開有一道道斜槽,，當(dāng)流體自下而上流過轉(zhuǎn)子時,，一面繞過轉(zhuǎn)子，同時又穿過斜槽產(chǎn)生一反推力,，使轉(zhuǎn)子繞中心線不停地旋轉(zhuǎn),，就可保持轉(zhuǎn)子在工作時不致碰到管壁。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的轉(zhuǎn)子材料可用不銹鋼,、鋁,、青銅等制成 [2]。
超聲波流量計(jì)
超聲波流量計(jì)由超聲波換能器,、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成,。超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量，并將其發(fā)射到被測流體中,，接收器接收到的超聲波信號，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進(jìn)行顯示和積算,。這樣就實(shí)現(xiàn)了流量的檢測和顯示,。超聲波流量計(jì)的電子線路包括發(fā)射、接收,、信號處理和顯示電路,。測得的瞬時流量和累積流量值用數(shù)字量或模擬量顯示。超聲波流量計(jì)按測量原理分類有：①傳播時間法,；②多普勒效應(yīng)法,；③波束偏移法；④相關(guān)法,；⑤噪聲法,。 [3]
渦街流量計(jì)
渦街流量計(jì)是利用流體力學(xué)中著名的卡門渦街原理，即在流動的流體中插入一個非流線型斷面的柱體,，流體流動受到影響,，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)將在柱體下游,均要產(chǎn)生漩渦分離。漩渦分離頻率,，即單位時間內(nèi)由柱體一側(cè)分離的漩渦數(shù)目f與流體速度V1成正比,，與柱體迎流面的寬度d成反比，即：
式中：
f—漩渦分離頻率,；
Sr—斯特勞哈爾數(shù)(無量綱),，對于一定柱型在一定流量范圍內(nèi)是雷諾數(shù)的函數(shù),；
V1—漩渦發(fā)生體兩側(cè)的流速，m/s,；
d—漩渦發(fā)生體迎流寬,。
渦街流量計(jì)由殼體、漩渦發(fā)生體和放大器組成,。一種典型的結(jié)構(gòu)如圖2所示,，殼體內(nèi)插入柱體，由其產(chǎn)生的渦街信號可用各種檢測方式檢出,，經(jīng)放大器放大后,輸出脈沖信號,。 [4]
質(zhì)量流量計(jì)
科氏質(zhì)量流量計(jì)是一種用于直接測量質(zhì)量流量的流量計(jì)，它在原理上消除了溫度,、壓力流體狀態(tài),、密度等參數(shù)的變化對測量精度的影響，可以適應(yīng)氣體,、液體,、兩相流、高黏度流體和糊狀介質(zhì)的測量,。一臺質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量系統(tǒng)包括一臺傳感器和一臺用于信號處理的變送器,。Rosemount質(zhì)量流量計(jì)依據(jù)牛頓第二定律:力=質(zhì)量×加速度(F=ma)，當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度V在對P軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動時,，質(zhì)點(diǎn)受兩個分量的加速度及其力:
(1)法向加速度,，即向心加速度αr，其量值等于2ωr,，朝向P軸,；
(2)切向角速度αt，即科里奧利加速度,，其值等于2ωV,，方向與αr垂直。由于復(fù)合運(yùn)動,，在質(zhì)點(diǎn)的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm,，管道對質(zhì)點(diǎn)作用著一個反向力-Fc=-2ωVm。
當(dāng)密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度V流動時,，任何一段長度Δx的管道將受到一個切向科里奧利力ΔFc: ΔFc=2ωVρAΔx (1)
式中,，A-管道的流通截面積。
由于存在關(guān)系式:mq=ρVA
所以:ΔFc =2ωqmΔx (2)
因此,，直接或間接測量在旋轉(zhuǎn)管中流 動流體的科里奧利力就可以測得質(zhì)量流量 [5]
