传感器与检测技术4.ppt

电磁流量计的构成 直流励磁 直流励碰方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁，它能产生一个恒定的均匀磁场。 优点:受交流电磁场干扰影响很小。 缺点：流体极化。电解质在电场中 被电解，正负电极分别校相反极性的 离子所包围，严重影响仪表的正常工 作 。 适用非电解质液体。 交流励磁 采用工频(50Hz)电源交流励磁方式 。 优点：消除了电极表面的极化干扰。 由于磁场是交变的，所以输出信号也是交变信号。 磁感应强度为： 感应电动势为： 被测体积流量为： 。 6.2.3.4 超声流量计 原理：超声波在流体中传播，将受到流体速度的影响，检测接收的超声波信号可以测知流速。 传播速度差法：超声波在流体中顺流传播与逆流传播的速度不同。 时间差法 相差法 频差法 超声波换能器又称超声波探头。超声波换能器的工作原理有压电式、磁致伸缩式、电磁式等数种，在检测技术中主要采用压电式。超声波探头又分为直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦探头、冲水探头、水浸探头、高温探头、空气传导探头以及其他专用探头等。 各种超声波探头 常用频率范围：0.5~10MHz，常见晶片直径：5~30mm 接触式直探头（纵波垂直入射到被检介质） 外壳用金属制作，保护膜用硬度很高的耐磨材料制作，防止压电晶片磨损。 保护膜 接插件 频差法不受声速影响，不必考虑流体温度变化对声速的影响。 频差法： 6.3.1 间接式质量流量测量方法 根据质量流量和体积流量的关系，组合多种仪表测量不同参数可实现质量流量测量。 6.3 质量流量检测方法 一、原因 二、分类：直接法、间接法、补偿法。 ①体积流量计+密度计 ②体积流量计与体积流量计 ③温度、压力补偿式质量流量计 一般低压气体（干） 6.3.2 直接式质量流量计 直接式质量流量常用检测方法： 差压式质量流量计、 涡轮式质量流量计、 动量式质量流量计、 热式质量流量计、 科里奥利式质量流量计等 6.3.2 直接式质量流量计 6.3.2.1 科里奥利质量流量计 原理：流体在振动管中流动时，将产生与质量流量成正比的科里奥利力。 当质量为m的质点以速度υ在对p轴作角速度ω旋转的管道内移动时，质点受到两个分量的加速度及其力。 ①法向加速度：即向心力加速度αr，其量值等于ω2r，方向朝向P轴。 ②切向加速度：即科里奥利加速度αt，其量值等于2ωυ，方向与垂直。 当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度υ流动时，任何一段长度Δx的管道都将受到一个ΔFc的切向科里奥利力。 由于质量流量为qm=ρυA，所以 直接或间接测量在旋转管道中流动流体产生的科里奥利力 就可以测的得质量流量，这是科里奥利质量流量计的基本原理。 通过旋转运动产生科里奥利力是困难的，目前产品均代之以管道振动产生的 流量方程式 6.3.2.2 热式质量流量计 原理：利用外热源对被测流体加热，测量因流体流动造成的温度场变化，从而测得流体的质量流量。 流量方程式： 6.3.2.3 冲量式流量计 原理：冲量传感器感受被测介质的冲力，经转换放大输出与质量流量成比例的标准信号。 冲量式流量计工作原理 1—冲板；2—冲板轴；3—物料；4—输送机 对象：自由下落的固体粉料的质量流量。 水平分力： 6.4.1 液体流量标准装置 标准容积法流量标准装置 1—水池；2—水泵；3—高位水槽；4—溢流管；5—稳压容器；6—活动管接头；7—切换机构；8—切换挡板； 9—标准容积计量槽；10—液位标尺；11—游标；12—被校流量计 6.4.1.1 标准容积法 6.4.1.4 标准体积管的校正法 单球式标准体积管原理示意 1—被校验流量计；2—交换器；3—球；4—终止检测器； 5—起始检测器；6—体积管；7—校验容积；8—计数器 频率高于20kHz的机械振动波称为超声波。它的指向性很好，能量集中，因此穿透本领大，能穿透几米厚的钢板，而能量损失不大。在遇到两种介质的分界面（例如钢板与空气的交界面）时，能产生明显的反射和折射现象，超声波的频率越高，其声场指向性就愈好。 6.1 流量检测基本概念 6.2 体积流量检测方法 6.3 质量流量检测方法 6.4 流量标准装置 6.1 流量检测基本概念 6.1.1 流量的概念和单位 定义：短暂时间内流过某一流通截面的流体数量与通过时间之比。 体积流量－用流体的体积来表示（qv） 瞬时质量流量－用流量的质量来表示（qm），简称质 量流量 累积流量：一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值。 累积体积流量 dt q V t