電磁流量計的權重函數
電磁流量計的權重函數
根據電磁流量計的原理，把在管道內流動的導電液體流動看成是導體的運動，當管道置于磁場內，在與磁場方向、管道的中心軸、管道的直徑三者相互垂直的管道位置，裝兩個與液體相接觸的電極，那么，管道的直徑可以看成導體的長度，液體相對于電極流動，這樣就可以看成導體在磁場內做切割磁力線運動， 這時候兩電極能夠感應出電動勢來。實際的情況是磁場只能在有限范圍內磁感應強度B相對均勻分布。而且對于空間中質點的速度分布并非處處相等，質點運動的速度也是矢量。這樣看來，導電流體在磁場內流動產生感應電動勢遠比一般導體在磁場內作切割磁力線運動， 導體兩端產生電動勢的情況復雜的多。因此，必須從微觀上去認識電磁流量計是如何工作的。根據電磁場的理論基礎麥克斯韋方程組，開封電磁流量計的基本微分方程： V2U=眈萬(2．1) 假設方程的邊界條件，可求得兩電極間的感應電勢【5】： 五=三ff-“，，，口泗(，，p步礦(，，秒>矗柑口(2．2) r死oo 式中刪小喜(_1)“；cos2肌而老褊∞， ^tl “ 口。+=z口一I工一一y一卜卜I石’+y‘J w被稱為權重函數，圖2—1所示電極斷面二維情況的權重函數。圖2—1權重函數
1．1權重函數的物理意義
對于公式(2—2)表明，傳感器兩電極間的電位差由處在工作磁場中的測量管內所有流體微元感應電勢的積分。由于討論的磁場是均勻磁場，磁感應強度為恒值，取圓管軸向方向的平均流速為V，可以得到流體微元的感應電勢： 硒=笳帆打(24) 這里，df為測量管道中的某一點的微元體積，df=出咖出。公式說明權重函數能夠表示工作磁場中的有效區域內任何微小流體微元切割磁力線所產生的感應電勢對兩電極間的電位差所起的作用大小。反過來說，即使磁場和流速場在測量管圓周管道內處處相等，測量管道的不同位置的流體微元切割磁力線產生電動勢也不會等同地貢獻給兩電極產生流量信號。這就是說，權重函數是描述有效區域內各產生的電動勢不能全部貢獻給電極間流量信號，而由幾何位置所造成的衰減系數。圖2—1所反映的是在二維情況下圓管道斷面內的等勢線。從對權重函數的分析中，就能夠解釋圓周內接近管壁的流速等于零，安裝在管壁上的電極反而可以拾取流量信號的原因了。權重函數是一個與測量管尺寸、幾何形狀(包括電極)有關的空間函數。它與流速場、磁場分布狀態無關。它所反映的是測量段電場的電位分布。
1．2權重函數的實際應用
權重函數是對電磁流量計信號靜電場分布的數學解析提出來的。它的存在使我們能夠從理論上認識電極間感應的流量信號的本質，通過權重函數能夠把電磁場和流速緊密地聯系起來。因此，研究權重函數不僅僅是為了認識它，更重要的是掌握它，應用它。有了權重函數理論，可以指導設計出不受流速分布影響，或者受流速分布影響較小的電磁流量傳感器結構，限度地發揮電磁流量計對流速分布不敏感這一優點。當然，利用權重函數的理論，也可以開發電磁流量計新的產品和開拓新的使用領域。非滿管電磁流量計的測量原理，就是流體在管道內的不同液面下， 依據不同的權重函數產生信號的不同來檢測流速和流體截面積，從而測量流量。擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、V錐流量計、V型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入渦街流量計、智能渦街流量計，更多信息請訪問開封中儀網站：
