1.1 工作原理和結構
廢水流量計的基本原理就是法拉第電磁感應定律,即導體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產生感應電動勢。導電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內流動,與流動方向垂直的方向上產生與流量成比例的感應電勢,電動勢的方向遵循“弗來明右手規(guī)則”,其計算式如下:
E=kBDV (1)
式中:E為感應電動勢,即流量信號,V;k為系數(shù);B為磁感應強度,T;D為測量管內徑,m。
廢水流量計由流量傳感器和變送器兩大部分組成。測量管上下裝有勵磁線圈,通勵磁電流后產生磁場穿過測量管,一對電極裝在測量管內壁與液體相接觸,引出感應電勢送到轉換器。勵磁電流由變送器提供。
1.2 種類
廢水流量計按勵磁電流方式可劃分為:直流勵磁;交流(工頻或其他頻率)勵磁;低頻方波勵磁。
1.2.1 直流勵磁
直流勵磁方式用直流電產生磁場或采用*磁鐵,它能產生一個恒定的均勻磁場。這種直流勵磁變送器zui大的優(yōu)點是受交流電磁場干擾影響很小,因而可以忽略液體中自感現(xiàn)象的影響。但是,使用直流磁場易使通過測量管道的電解質液體被極化,即電解質在電場中被電解,產生正負離子。在電場力的作用下,負離子跑向正極,正離子跑向負極,導致正負電極分別被相反極性的離子所包圍,嚴重影響儀表的正常工作。所以,直流勵磁一般只用于測量非電解質液體.
1.2.2 交流勵磁
目前工業(yè)上使用的廢水流量計,大都采用工頻(50Hz)電源交流勵磁方式,即它的磁場是由正弦交變電流產生的,所以產生的磁場也是一個交變磁場。交變磁場變送器的主要優(yōu)點是消除了電極表面的極化干擾。另外,由于磁場是交變的,所以輸出信號也是交變信號,放大和轉換低電平的交流信號要比直流信號容易得多。
值得注意的是,交流磁場會帶來一系列的電磁干擾問題,例如正交干擾、同相干擾等,這些干擾信號會與有用的流量信號混雜在一起。如何正確區(qū)分流量信號與干擾信號,并如何有效地抑制和排除各種干擾信號,是交流勵磁廢水流量計在實際使用中應注意的問題。
1.2.3 低頻方波勵磁
低頻方波勵磁能避免交流磁場的正交電磁干擾,消除由分布電容引起的工頻干擾,抑制交流磁場在管壁和流體內部引起的電渦流,排除直流勵磁的極化現(xiàn)象。
1.3 特點
廢水流量計的優(yōu)點是不易阻塞,適用于測量含有固體顆粒或纖維的液固二相流體,如紙漿、水煤漿、礦漿、泥漿和污水等,還可用于測量強酸、強堿等強腐蝕液體。由于不產生因檢測流量所形成的壓力損失,對于要求低阻力損失的大口徑供水管道zui為適合,其不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率(只要在某閾值以上)變化明顯的影響。與其他大部分流量儀表相比,前置直管段要求較低。
廢水流量計測量范圍大,可選流量范圍寬,滿度值液體流速可在0.5~12m/s內選定。口徑范圍比其他品種流量儀表寬,從幾毫米到3米。可測正反雙向流量。
廢水流量計的缺點是不能測量電導率很低的液體(電導率小于51μs/cm),如石油制品和有機溶劑等。不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。