CN202974352U - 一种插入式电磁流量计 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种插入式电磁流量计,其包括传感器和转换器;传感器包含电极、励磁线圈、电极座、绝缘护套、线路板、保护管和连接组件;转换器包含电源模块、CPU处理器、A/D电路、滤波电路、仪放电路、D/A电路、V/F电路、RAM存储器、显示单元和通讯模块。本实用新型用电磁感应方法测量流体的平均流速,从而获得流体的体积流量,不仅大管道上安装简便,而且费用低。

Description

一种插入式电磁流量计
技术领域
[0001] 本实用新型属于流体流量监测仪技术领域,特别涉及一种插入式电磁流量计。
背景技术
[0002] 流量与温度、压力、物位一起统称为过程控制中的四大参数,人们通过这些参数对生产过程进行监视与控制。流量检测是工艺过程中最重要任务之一。对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。
[0003] 在流体流量测量仪表中,电磁流量计以其精度高稳定可靠占据着绝对优势。但是传统的管道式电磁流量计在大口径流量检测中,由于成本高安装不便,应用受到限制。
发明内容
[0004] 本实用新型主要目的是为了解决上述问题,提供一种用电磁感应方法测量流体的平均流速,从而获得流体的体积流量,不仅大管道上安装简便,而且费用低的插入式电磁流量计。
[0005] 为了达到上述目的,本实用新型提供的技术方案是:一种插入式电磁流量计,其包括传感器和转换器;传感器包含电极、励磁线圈、电极座、绝缘护套、线路板、保护管和连接组件;转换器与连接组件连接;连接组件和保护管连接;线路板在保护管内,线路板设于绝缘护套上面;绝缘护套分别和电极座及励磁线圈连接;励磁线圈置于绝缘护套内,电极座通过电极紧固在保护管上;传感器和转换器通过两根双芯屏蔽线连接;转换器包含电源模块、CPU处理器、A/D电路、滤波电路、仪放电路、D/A电路、V/F电路、RAM存储器、显示单元和通讯模块;电源模块分别与CPU处理器、A/D电路、滤波电路、仪放电路、D/A电路、V/F电路、RAM存储器、显示单元及通讯模块连接;CPU处理器分别与RAM存储器、A/D电路、显示单元、D/A电路、V/F电路及通讯模块连接;一根双芯屏蔽线的一端与励磁线圈连接,另一端与仪放电路连接;另一根双芯屏蔽线的一端与电极连接,另一端与仪放电路连接。
[0006] 本实用新型的工作原理:测量原理是基于法拉第电磁感应定律。根据该定律,任何导体通过磁场作切割磁力线运动时,就会产生一个感应电压,该感应电压由下式给出:
[0007]式(1)U = K*B*L*V
[0008] 上式中:U =感应电压 K =仪表常数 B =磁场强度
[0009] L=导体长度 V =导体运动速度
[0010] 因此,当磁场强度B为常数时,感应电压U正比于运动的速度V如图(I)
[0011]
Figure CN202974352UD00041
[0012]图1
[0013] 对本实用新型来说,管路中导电的液体就是在磁场中运动的导体,两电
[0014]
Figure CN202974352UD00042
[0015]图 2
[0016] 极间的距离就是导体的长度L。如图(2)
[0017] 其感应电压与平均流速成正比,此时管道中流体流量就可由下得出:
[0018] 式(2) Q = Ji D2U/4KBL (式中D为管道直径)
[0019] 在上式的右面,除感应电压U外都是常量。因此,流量Q与U成正比关系。而感应电压U可由与磁场成直角并于流体方向成直角的两根与介质接触的导电电极所检测出来。检测出来的信号电压会有电化学干扰电压叠加其上,在变送转换时,应首先将干扰电压分离掉。磁场是由方波恒流电流经励磁线圈产生的。获得的脉冲电压信号是较容易与具有直流性质的电化学干扰电压相分离。
[0020] 根据尼库拉磁(NIKURADS)对管道内流体各点运动速度的数学模型:
[0021]式(3) Vy = Vc.(甚)* [0022] 其中Vy是距管壁距离为Y的流体的运动速度
[0023] V。是管道中心点的速度
[0024] Y是距管壁的轴向距离
[0025] R是管道的内半径,见图(3)
[0026] η是根据雷诺数(Re)变化的一个数
[0027] η = 21.5074-10.4011gRe+2.15721g2Re_0.12751g3Re
[0028]
Figure CN202974352UD00051
[0029]图(3)
[0030] 而管道流体的平均速度Vm与V。的关系可由式(3)经过对Y的积分运算可得:
Figure CN202974352UD00052
[0032] 把式(4)代入式(3)中,得到平均速度Vm处的距管壁的轴向距离Ym与半径R的比值关系:
Figure CN202974352UD00053
[0035] 由上式在各种流速下计算结果可知,当Re > 3000时,即流体成湍流状态时,平均流速点的位置都在距管壁0.12D左右处。D是管道的内径。
[0036] 由于在测量过程中,电磁流量计插入管道中,占据一定的空间,使得流过电极处的速度有所增加。所以应该用降低插入深度来补偿,经过计算和大量的实践,修正插入深度为管道内径的10%。
附图说明:
[0037] 图1:本实用新型的结构示意图;
[0038] 图2:本实用新型的转换器结构示意图。
具体实施方式:
[0039] 实施例:
[0040] 如图1所示:一种插入式电磁流量计,其包括传感器I和转换器2 ;传感器I包含电极3、励磁线圈4、电极座5、绝缘护套6、线路板7、保护管8和连接组件9 ;转换器2与连接组件9连接;连接组件9和保护管8连接;线路板7在保护管8内,线路板7设于绝缘护套6上面;绝缘护套6分别和电极座5及励磁线圈4连接;励磁线圈4置于绝缘护套6内,电极座5通过电极3紧固在保护管8上;传感器I和转换器2通过两根双芯屏蔽线连接;如图2所示:转换器2包含电源模块、CPU处理器、A/D电路、滤波电路、仪放电路、D/A电路、V/F电路、RAM存储器、显示单元和通讯模块;电源模块分别与CPU处理器、A/D电路、滤波电路、仪放电路、D/A电路、V/F电路、RAM存储器、显示单元及通讯模块连接;CPU处理器分别与RAM存储器、A/D电路、显示单元、D/A电路、V/F电路及通讯模块连接;双芯屏蔽线的一端与励磁线圈4连接;一根双芯屏蔽线10的一端与励磁线圈4连接,另一端与仪放电路连接;另一根双芯屏蔽线11的一端与电极3连接,另一端与仪放电路连接。
[0041] 本实用新型的优点:结构紧凑轻便,便于安装;可在管道不停流情况下,带压安装;传感器I可安装在水平、倾斜、垂直的管道上;与管道式流量计相比,具有绝对价格优势;空管测量、连续测量、定值报警;掉电时间记录,自动记录仪表系统电源间断时间,补算漏计流量;红外手持操作键盘,远距离非接触操作转换器2所有功能;小时总量记录功能,以小时为单位记录流量总量,适用于分时计量制。

Claims (1)

1.一种插入式电磁流量计,其特征在于:该插入式电磁流量计包括传感器和转换器;所述的传感器包含电极、励磁线圈、电极座、绝缘护套、线路板、保护管和连接组件;所述的转换器与所述的连接组件连接;所述的连接组件和所述的保护管连接;线路板在保护管内,所述的线路板设于所述的绝缘护套上面;所述的绝缘护套分别和所述的电极座及所述的励磁线圈连接;所述的励磁线圈置于所述的绝缘护套内,所述的电极座通过电极紧固在所述的保护管上;所述的传感器和转换器通过两根双芯屏蔽线连接;所述的转换器包含电源模块、CPU处理器、A/D电路、滤波电路、仪放电路、D/A电路、V/F电路、RAM存储器、显示单元和通讯模块;所述的电源模块分别与所述的CPU处理器、A/D电路、滤波电路、仪放电路、D/A电路、V/F电路、RAM存储器、显示单元及通讯模块连接;所述的CPU处理器分别与所述的RAM存储器、A/D电路、显示单元、D/A电路、V/F电路及通讯模块连接;所述的一根双芯屏蔽线的一端与所述的励磁线圈连接,另一端与所述的仪放电路连接;所述的另一根双芯屏蔽线的一端与所述的电极连接,另一端与所述的仪放电路连接。
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