關于水流量計的測量原理介紹
點擊次數(shù)：5298 發(fā)布時間：2021-09-09 01:36:06
1、基于使用電磁流量計的工作原理
水流量計測量原理是基于法拉*電磁感應規(guī)律。流量計的測量管是一內襯絕緣材料的非導磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭于襯里內表面基本齊平。勵磁線圈由雙向方波脈沖勵磁時，將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場。此時，如果具有一定電導率的流體流經(jīng)測量管，將切割磁力線感應出電動勢E。電動勢E正比于磁通量密度B，測量管內徑d與平均流速 的乘積、電動勢E（流量信號）由電極檢出并通過電纜送至轉換器。轉換器將流量信號放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖，模擬電流信號，用于流量的測量和控制。
式中： E---------為電極間的信號電壓（v）
B---------磁通密度（T）
d---------測量管內徑(m)
--------平均流速（m/s）
K---------常數(shù)
由于K為常數(shù)，勵磁電流是恒流的，故B也是常數(shù)，則由（1-1）式可知，體積流量Q與信號電壓E成正比，即流速感應的信號電壓E與體積流量Q成線性關系。因此，只要測量出E就可確定流量Q，這就是電磁流量計的基本工作原理。
由(1-1）式可知，被測流體介質的溫度、密度、壓力、導電率、液固兩相流體介質的液固成分比等參數(shù)不會影響測量結果。至于流動狀態(tài)只要符合軸對稱流動（如層流或紊流）就不會影響測量結果的。因此說電磁流量計是一種真正的體積流量計。
2、基于使用渦輪流量計的工作原理
水流量計流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉動力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉，在力矩平衡后轉速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉速與流速成正比，由于葉片有導磁性，它處于信號檢測器（由永久磁鋼和線圈組成）的磁場中，旋轉的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應出電脈沖信號，此信號經(jīng)過放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可遠傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時流量或總量。在一定的流量范圍內，脈沖頻率f與流經(jīng)傳感器的流體的瞬時流量Q成正比，流量方程為：
式中：
f——脈沖頻率[Hz]
k——傳感器的儀表系數(shù)[1/m3]，由校驗單給出。
Q——流體的瞬時流量（工作狀態(tài)下）[m3/h]
3600——秒時換算系數(shù)
每臺傳感器的儀表系數(shù)由制造廠填寫在檢定**中，k值設入配套的顯示儀表中，便可顯示出瞬時流量和累積總量。
3、基于使用渦街流量計的工作原理
水流量計在流體中設置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖(一)所示。
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關系式:
f=StV/d 公式(1)
式中：
f－發(fā)生體一側產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）
V－流體的平均流速
d－旋渦發(fā)生體的寬度
由此可見，通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，
圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關系。
在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內流體的流速，由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）
K＝N/Q（1/m³） 公式（2）
式中：K＝儀表常數(shù)（1/m³）。
N＝脈沖個數(shù)
Q＝體積流量（m³）
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