電磁(ci)流量(liang)計 除(chu)了用(yong)來測(ce)量單(dan)相導(dao)電液(ye)體的(de)流量(liang)外,還(hai)經常(chang)用來(lai)測量(liang)礦漿(jiang)、泥漿(jiang)、紙漿(jiang)、纖維(wei)漿等(deng)液固(gu)兩相(xiang)流體(ti)介質(zhi)的流(liu)量，叫(jiao)礦漿(jiang)電磁(ci)流量(liang)計 。當(dang)液固(gu)兩相(xiang)流體(ti)介質(zhi)中含(han)有鐵(tie)、枯、鎳(nie)等磁(ci)性物(wu)質時(shi),稱之(zhi)爲鐵(tie)磁性(xing)礦漿(jiang);反之(zhi),不含(han)有鐵(tie)、鑽、鎳(nie)等磁(ci)性物(wu)質的(de)液固(gu)兩相(xiang)流體(ti)介質(zhi)稱爲(wei)非磁(ci)性礦(kuang)漿。用(yong)礦漿(jiang)電磁(ci)流量(liang)計測(ce)量流(liu)量時(shi)通常(chang)會遇(yu)到以(yi)下一(yi)些間(jian)題:
1.液(ye)體和(he)固體(ti)之間(jian)速度(du)差的(de)影響(xiang)
礦漿(jiang)電磁(ci)流量(liang)計在(zai)制造(zao)和使(shi)用時(shi),一般(ban)應滿(man)足以(yi)下條(tiao)件:
①磁(ci)場在(zai)測量(liang)段上(shang)必須(xu)均勻(yun)分布(bu);
②被測(ce)流體(ti)介質(zhi)應是(shi)非磁(ci)性的(de)電解(jie)質,其(qi)電氣(qi)性質(zhi)必須(xu)均勻(yun),并是(shi)不可(ke)壓縮(suo)的流(liu)體;
③測(ce)量管(guan)爲圓(yuan)管,其(qi)内徑(jing)必須(xu)一緻(zhi);
④流速(su)分布(bu)爲軸(zhou)對稱(cheng)分布(bu),且管(guan)壁處(chu)流速(su)爲零(ling);
⑤測量(liang)管内(nei)壁上(shang)要有(you)電絕(jue)緣襯(chen)裏;
⑥若(ruo)是液(ye)固兩(liang)相流(liu)體,則(ze)要求(qiu)液體(ti)和固(gu)體之(zhi)間沒(mei)有速(su)度差(cha)存在(zai)。
　　上述(shu)條件(jian)中①、③、⑤三(san)條是(shi)由制(zhi)造廠(chang)保證(zheng)的,其(qi)餘三(san)條與(yu)測量(liang)對象(xiang)有關(guan)。一般(ban)說來(lai),工業(ye)上使(shi)用電(dian)磁流(liu)量計(ji)時,上(shang)述條(tiao)件是(shi)容易(yi)得到(dao)滿足(zu)的,但(dan)在特(te)殊情(qing)況下(xia),也有(you)不能(neng)滿足(zu)的。在(zai)側量(liang)礦漿(jiang)時,條(tiao)件②和(he)⑥一般(ban)不能(neng)滿足(zu)。但當(dang)礦漿(jiang)中所(suo)含固(gu)體顆(ke)粒的(de)大小(xiao)和管(guan)徑相(xiang)比小(xiao)得多(duo)時,使(shi)固體(ti)順粒(li)均勻(yun)地分(fen)散在(zai)流體(ti)中,則(ze)可把(ba)礦槳(jiang)看作(zuo)是電(dian)氣性(xing)質均(jun)勻一(yi)緻的(de)流體(ti),至于(yu)條件(jian)⑥可作(zuo)如下(xia)分析(xi)。
　　礦漿(jiang)電磁(ci)流量(liang)計出(chu)廠标(biao)定時(shi)所用(yong)的流(liu)體介(jie)質通(tong)常是(shi)自來(lai)水(制(zhi)造廠(chang)受到(dao)标定(ding)設備(bei)的限(xian)制,不(bu)可能(neng)直接(jie)用礦(kuang)漿來(lai)标定(ding)電磁(ci)流量(liang)計),則(ze)标定(ding)液體(ti)通過(guo)測量(liang)管截(jie)面的(de)全流(liu)量除(chu)以測(ce)量管(guan)截面(mian)積得(de)到相(xiang)應的(de)平均(jun)流速(su)指示(shi)值;另(ling)一方(fang)面, 礦(kuang)漿電(dian)磁流(liu)量計(ji)在實(shi)際測(ce)量礦(kuang)漿流(liu)量時(shi),通過(guo)測量(liang)管截(jie)面的(de)全流(liu)量(這(zhe)時包(bao)括組(zu)成礦(kuang)漿的(de)液體(ti)和固(gu)體)除(chu)以測(ce)量管(guan)截面(mian)積也(ye)得到(dao)平均(jun)流速(su)指示(shi)值。證(zheng)明:如(ru)果礦(kuang)漿中(zhong)的固(gu)體顆(ke)粒和(he)液體(ti)之間(jian)沒有(you)速度(du)差時(shi),則這(zhe)兩種(zhong)平均(jun)流速(su)指示(shi)值就(jiu)相同(tong),這時(shi)不引(yin)起測(ce)量上(shang)的誤(wu)差;如(ru)果固(gu)體和(he)液體(ti)之間(jian)存在(zai)着明(ming)顯的(de)速度(du)差時(shi),則将(jiang)引起(qi)測量(liang)誤差(cha)。
　　令液(ye)體流(liu)量爲(wei)仇,所(suo)占測(ce)量管(guan)截面(mian)積爲(wei)玩;固(gu)體流(liu)量爲(wei)Qt,所占(zhan)測量(liang)管截(jie)面積(ji)爲S。,則(ze)液固(gu)兩相(xiang)的礦(kuang)漿流(liu)量Qm及(ji)總面(mian)積Sm爲(wei)
Qm=Qh+Qt （1）
Sm=Sh+St (2)
　　又令(ling)液體(ti)和固(gu)體之(zhi)間速(su)度差(cha)爲Vs,則(ze)有

　　式(shi)(5)右邊(bian)第一(yi)項表(biao)示相(xiang)應于(yu)标定(ding)液體(ti)的平(ping)均流(liu)速Vh。令(ling)固體(ti)所占(zhan)的面(mian)積和(he)總截(jie)面積(ji)之比(bi)

　　從式(shi)(8)可知(zhi),測量(liang)誤差(cha)與相(xiang)對速(su)度比(bi)b和面(mian)積比(bi)γt之乘(cheng)積成(cheng)正比(bi)。例如(ru),若下(xia)γt=5%γt=10%,則δ爲(wei)0.5%。
　　從上(shang)面分(fen)析可(ke)知,在(zai)測量(liang)液固(gu)兩相(xiang)流體(ti)的流(liu)量時(shi),要求(qiu)固體(ti)的顆(ke)粒相(xiang)對于(yu)管徑(jing)要充(chong)分的(de)小,這(zhe)樣就(jiu)可以(yi)降低(di)γt值和(he)b值,從(cong)而可(ke)使測(ce)量誤(wu)差降(jiang)低到(dao)可以(yi)忽略(lue)不計(ji)的程(cheng)度。另(ling)外,固(gu)體隻(zhi)要是(shi)非磁(ci)性的(de),固體(ti)顆粒(li)小而(er)均勻(yun)分布(bu),且和(he)液體(ti)之間(jian)沒有(you)速度(du)差,則(ze)不論(lun)固體(ti)的電(dian)導率(lü)比液(ye)體高(gao)還是(shi)低,都(dou)不會(hui)引起(qi)測量(liang)誤差(cha)。
2.鐵磁(ci)性物(wu)質的(de)影響(xiang)
　　當礦(kuang)漿中(zhong)的固(gu)體爲(wei)磁性(xing)介質(zhi)時,則(ze)測量(liang)管内(nei)的磁(ci)通密(mi)度将(jiang)增加(jia),這在(zai)小口(kou)徑時(shi),磁通(tong)密度(du)的增(zeng)加更(geng)爲顯(xian)著。在(zai)這種(zhong)情況(kuang)下,要(yao)求固(gu)體顆(ke)粒很(hen)小,和(he)管徑(jing)相比(bi)可忽(hu)略不(bu)計,使(shi)液體(ti)和固(gu)體之(zhi)間的(de)速度(du)差近(jin)似爲(wei)零。其(qi)次,還(hai)要求(qiu)垂直(zhi)安裝(zhuang),使礦(kuang)漿自(zi)下向(xiang)上流(liu)動,使(shi)礦漿(jiang)的電(dian)氣性(xing)質均(jun)勻一(yi)緻。另(ling)外,用(yong)戶可(ke)選用(yong)矩形(xing)波勵(li)磁的(de)電磁(ci)流量(liang)計,也(ye)可減(jian)少一(yi)定的(de)測量(liang)誤差(cha)。因爲(wei)在矩(ju)形波(bo)勵磁(ci)方式(shi)下,勵(li)磁電(dian)流小(xiao),工作(zuo)磁通(tong)密度(du)也小(xiao)。再次(ci),用戶(hu)在選(xuan)用流(liu)量計(ji)通徑(jing)時,可(ke)選用(yong)大一(yi)些的(de)流量(liang)計通(tong)徑,以(yi)減小(xiao)鐵磁(ci)性物(wu)質所(suo)引起(qi)的測(ce)量誤(wu)差。
　　除(chu)了以(yi)上一(yi)些措(cuo)施外(wai),對于(yu)鐵磁(ci)性物(wu)質含(han)量較(jiao)高的(de)礦漿(jiang)來說(shuo),應當(dang)選用(yong)礦漿(jiang)電磁(ci)流量(liang)計來(lai)測量(liang)其流(liu)量。因(yin)爲在(zai)鐵礦(kuang)漿電(dian)磁流(liu)量計(ji)中具(ju)有對(dui)磁通(tong)密度(du)變化(hua)進行(hang)補償(chang)的功(gong)能.
　　礦(kuang)漿電(dian)磁流(liu)量計(ji)的基(ji)本工(gong)作原(yuan)理可(ke)知,在(zai)電極(ji)上的(de)感應(ying)電壓(ya)U12爲
U12=BDV (9)
式(shi)中
B—測(ce)量管(guan)内的(de)磁通(tong)密度(du)
D—管徑(jing)
Vm—礦漿(jiang)平均(jun)流
　　式(shi)(9)可知(zhi),感應(ying)電壓(ya)是與(yu)平均(jun)流速(su)和磁(ci)通密(mi)度之(zhi)積成(cheng)正比(bi)的,其(qi)中,平(ping)均流(liu)速随(sui)着體(ti)積流(liu)量的(de)變化(hua)呈比(bi)例地(di)變化(hua)。當礦(kuang)漿電(dian)磁流(liu)量計(ji)用工(gong)業交(jiao)流電(dian)來勵(li)磁且(qie)被測(ce)礦漿(jiang)又是(shi)鐵磁(ci)性礦(kuang)漿時(shi),則磁(ci)通密(mi)度是(shi)電源(yuan)電壓(ya)、電源(yuan)頻率(lü)、環境(jing)溫度(du)和磁(ci)性物(wu)質濃(nong)度的(de)函數(shu),而這(zhe)些影(ying)響量(liang)的變(bian)化是(shi)沒有(you)規律(lü)可循(xun)的,因(yin)此,必(bi)須設(she)法消(xiao)除這(zhe)些變(bian)化所(suo)帶來(lai)的影(ying)響,才(cai)能保(bao)證正(zheng)确的(de)流量(liang)測量(liang)。爲此(ci),必須(xu)對感(gan)應電(dian)壓U12進(jin)行U12/B運(yun)算,即(ji)對式(shi)(9)的兩(liang)邊同(tong)時除(chu)以B得(de):

　　這樣(yang),經過(guo)U12/B運算(suan)後所(suo)得的(de)E就與(yu)平均(jun)流速(su)成正(zheng)比了(le)。
　　對于(yu)U12/B運算(suan),關鍵(jian)是如(ru)何取(qu)得與(yu)磁通(tong)密度(du)B成正(zheng)比的(de)電信(xin)号。在(zai)一般(ban)的工(gong)業用(yong)電磁(ci)流量(liang)計中(zhong),是用(yong)勵磁(ci)電流(liu)來代(dai)替B的(de)。因爲(wei)在電(dian)源電(dian)壓、電(dian)源頻(pin)率及(ji)環境(jing)溫度(du)變化(hua)的範(fan)圍内(nei),勵磁(ci)電流(liu)近似(si)與磁(ci)通密(mi)度B成(cheng)正比(bi)。這種(zhong)方法(fa)隻能(neng)消除(chu)由于(yu)電源(yuan)電壓(ya)、電源(yuan)頻率(lü)和環(huan)境溫(wen)度的(de)變化(hua)所造(zao)成的(de)影響(xiang),而不(bu)能消(xiao)除磁(ci)性物(wu)質的(de)影響(xiang)。因此(ci),用一(yi)般工(gong)業用(yong)的電(dian)磁流(liu)量計(ji)來測(ce)量鐵(tie)磁性(xing)礦漿(jiang)流量(liang)時會(hui)引起(qi)不可(ke)允許(xu)的測(ce)量誤(wu)差。
　　解(jie)決的(de)方法(fa)是利(li)用安(an)裝在(zai)傳感(gan)器測(ce)量管(guan)上的(de)一隻(zhi)磁感(gan)應密(mi)度檢(jian)測線(xian)圈所(suo)取得(de)的感(gan)應電(dian)壓作(zuo)爲B信(xin)号,從(cong)而進(jin)行U12/B運(yun)算,就(jiu)可消(xiao)除磁(ci)勝場(chang)物質(zhi)的影(ying)響。具(ju)體做(zuo)法是(shi)将檢(jian)測線(xian)圈上(shang)所取(qu)得的(de)感應(ying)電壓(ya)u1經積(ji)分電(dian)路後(hou),再進(jin)入除(chu)法電(dian)路的(de)。積分(fen)電路(lu)如圖(tu)1所示(shi)。

　　式中(zhong)u 2爲積(ji)分電(dian)路的(de)輸出(chu)電壓(ya), u 1爲積(ji)分電(dian)路的(de)輸入(ru)電壓(ya),即是(shi)檢測(ce)線圈(quan)上所(suo)取得(de)的感(gan)應電(dian)壓,ω爲(wei)磁場(chang)角頻(pin)率, ω=2πf，f爲(wei)勵磁(ci)頻率(lü),K= R2/(R1+ R2),T爲時(shi)間常(chang)數,其(qi)表達(da)式爲(wei)T= R1 R2C/( R1+ R2),設計(ji)時使(shi)ω2T2>>1,則式(shi)(11)可改(gai)寫

　　式(shi)中K1=2.22KNs/πT,K1是(shi)個常(chang)數。
　　由(you)上式(shi)可知(zhi), u 2與磁(ci)通密(mi)度B成(cheng)正比(bi)。用u 2做(zuo)除數(shu),進行(hang)除法(fa)運算(suan),就相(xiang)當于(yu)用B做(zuo)除數(shu),
進行(hang)u 2/B運算(suan),這樣(yang)就消(xiao)除了(le)磁性(xing)介質(zhi)的影(ying)響。
8.結(jie)疤
　　有(you)些礦(kuang)漿往(wang)往容(rong)易在(zai)測量(liang)管道(dao)内壁(bi)上造(zao)成結(jie)疤現(xian)象,如(ru)氧化(hua)鋁生(sheng)産過(guo)程中(zhong)的漿(jiang)液不(bu)僅含(han)有堿(jian)性物(wu)質和(he)固體(ti)顆粒(li),而且(qie)礦漿(jiang)在90℃以(yi)上的(de)高溫(wen)條件(jian)輸送(song),這時(shi)就容(rong)易在(zai)管壁(bi)上附(fu)着料(liao)漿造(zao)成嚴(yan)重的(de)結疤(ba)現象(xiang)。這時(shi),用戶(hu)可選(xuan)用有(you)光滑(hua)的聚(ju)四氟(fu)乙烯(xi)襯裏(li)的電(dian)磁流(liu)量計(ji),才能(neng)避免(mian)這種(zhong)結疤(ba)現象(xiang)。當管(guan)内壁(bi)上附(fu)着物(wu)如圖(tu)2所示(shi)時,将(jiang)造成(cheng)測量(liang)誤差(cha)。

　　設st和(he)s分别(bie)爲附(fu)着物(wu)和被(bei)測介(jie)質的(de)電導(dao)率,t爲(wei)附着(zhe)層的(de)厚度(du),d爲内(nei)徑,這(zhe)時所(suo)造成(cheng)的測(ce)量誤(wu)差△E可(ke)用下(xia)式表(biao)示:

　　當(dang)附着(zhe)物的(de)電導(dao)率和(he)被測(ce)流體(ti)的電(dian)導率(lü)相等(deng)或相(xiang)接近(jin)時,則(ze)不會(hui)造成(cheng)測量(liang)上的(de)誤差(cha)。當附(fu)着物(wu)的厚(hou)度均(jun)勻且(qie)其電(dian)導率(lü)高于(yu)被測(ce)流體(ti)的電(dian)導率(lü)時,則(ze)在電(dian)極之(zhi)間形(xing)成電(dian)阻性(xing)短路(lu)而使(shi)測得(de)的感(gan)應電(dian)壓減(jian)小.因(yin)此将(jiang)造成(cheng)負誤(wu)差,即(ji)流量(liang)計指(zhi)示的(de)流量(liang)值小(xiao)于實(shi)際流(liu)量值(zhi)。當附(fu)着物(wu)的厚(hou)度均(jun)勻且(qie)其電(dian)導率(lü)低于(yu)被測(ce)流體(ti)的電(dian)導率(lü)時将(jiang)會造(zao)成正(zheng)誤差(cha),即流(liu)量計(ji)指示(shi)的流(liu)量大(da)于實(shi)際流(liu)量。
　　對(dui)于在(zai)電極(ji)上造(zao)成結(jie)疤時(shi),可以(yi)采用(yong)尖頭(tou)形電(dian)極,它(ta)具有(you)一定(ding)的自(zi)清洗(xi)能力(li);另外(wai),可以(yi)選用(yong)帶有(you)電極(ji)清洗(xi)裝置(zhi)的礦(kuang)漿電(dian)磁流(liu)量計(ji),可随(sui)時對(dui)電極(ji)進行(hang)清洗(xi);如果(guo)結疤(ba)不是(shi)很嚴(yan)重,用(yong)戶可(ke)以定(ding)期清(qing)洗電(dian)極;同(tong)時,盡(jin)可能(neng)将平(ping)均流(liu)速提(ti)高到(dao)Zms/以上(shang),以減(jian)慢附(fu)着層(ceng)的形(xing)成。
4.磨(mo)損和(he)腐蝕(shi)
　　礦漿(jiang)電磁(ci)流量(liang)計用(yong)于測(ce)量礦(kuang)漿流(liu)量時(shi),普遍(bian)存在(zai)着磨(mo)損和(he)腐蝕(shi)問題(ti),當固(gu)體物(wu)對襯(chen)裏磨(mo)損後(hou)使内(nei)徑d增(zeng)加了(le)△d,則造(zao)成測(ce)量誤(wu)差爲(wei)

　　爲了(le)減少(shao)磨損(sun)的影(ying)響，盡(jin)可能(neng)将流(liu)速減(jian)小到(dao)3m/s以下(xia)。但對(dui)于磨(mo)損和(he)腐蝕(shi)都很(hen)嚴重(zhong)的礦(kuang)漿來(lai)說，用(yong)戶可(ke)選用(yong) 陶瓷(ci)電磁(ci)流量(liang)計 。

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