电磁流量计的权重函数
电磁流量计的权重函数
根据电磁流量计的原理，把在管道内流动的导电液体流动看成是导体的运动，当管道置于磁场内，在与磁场方向、管道的中心轴、管道的直径三者相互垂直的管道位置，装两个与液体相接触的电极，那么，管道的直径可以看成导体的长度，液体相对于电极流动，这样就可以看成导体在磁场内做切割磁力线运动， 这时候两电极能够感应出电动势来。实际的情况是磁场只能在有限范围内磁感应强度B相对均匀分布。而且对于空间中质点的速度分布并非处处相等，质点运动的速度也是矢量。这样看来，导电流体在磁场内流动产生感应电动势远比一般导体在磁场内作切割磁力线运动， 导体两端产生电动势的情况复杂的多。因此，必须从微观上去认识电磁流量计是如何工作的。根据电磁场的理论基础麦克斯韦方程组，开封电磁流量计的基本微分方程： V2U=眈万(2．1) 假设方程的边界条件，可求得两电极间的感应电势【5】： 五=三ff-“，，，口泗(，，p步矿(，，秒>矗柑口(2．2) r死oo 式中删小喜(_1)“；cos2肌而老褊∞， ^tl “ 口。+=z口一I工一一y一卜卜I石’+y‘J w被称为权重函数，图2—1所示电极断面二维情况的权重函数。图2—1权重函数
1．1权重函数的物理意义
对于公式(2—2)表明，传感器两电极间的电位差由处在工作磁场中的测量管内所有流体微元感应电势的积分。由于讨论的磁场是均匀磁场，磁感应强度为恒值，取圆管轴向方向的平均流速为V，可以得到流体微元的感应电势： 硒=笳帆打(24) 这里，df为测量管道中的某一点的微元体积，df=出咖出。公式说明权重函数能够表示工作磁场中的有效区域内任何微小流体微元切割磁力线所产生的感应电势对两电极间的电位差所起的作用大小。反过来说，即使磁场和流速场在测量管圆周管道内处处相等，测量管道的不同位置的流体微元切割磁力线产生电动势也不会等同地贡献给两电极产生流量信号。这就是说，权重函数是描述有效区域内各产生的电动势不能全部贡献给电极间流量信号，而由几何位置所造成的衰减系数。图2—1所反映的是在二维情况下圆管道断面内的等势线。从对权重函数的分析中，就能够解释圆周内接近管壁的流速等于零，安装在管壁上的电极反而可以拾取流量信号的原因了。权重函数是一个与测量管尺寸、几何形状(包括电极)有关的空间函数。它与流速场、磁场分布状态无关。它所反映的是测量段电场的电位分布。
1．2权重函数的实际应用
权重函数是对电磁流量计信号静电场分布的数学解析提出来的。它的存在使我们能够从理论上认识电极间感应的流量信号的本质，通过权重函数能够把电磁场和流速紧密地联系起来。因此，研究权重函数不仅仅是为了认识它，更重要的是掌握它，应用它。有了权重函数理论，可以指导设计出不受流速分布影响，或者受流速分布影响较小的电磁流量传感器结构，限度地发挥电磁流量计对流速分布不敏感这一优点。当然，利用权重函数的理论，也可以开发电磁流量计新的产品和开拓新的使用领域。非满管电磁流量计的测量原理，就是流体在管道内的不同液面下， 依据不同的权重函数产生信号的不同来检测流速和流体截面积，从而测量流量。扩展阅读：开封中仪流量仪表有限公司专业生产电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计、文丘里流量计、V锥流量计、V型锥流量计、喷嘴流量计、插入式电磁流量计、智能电磁流量计、分体式电磁流量计、一体式电磁流量计、标准孔板流量计、标准孔板、一体化孔板流量计、标准喷嘴流量计、长径喷嘴流量计、标准喷嘴、长径喷嘴、插入涡街流量计、智能涡街流量计，更多信息请访问开封中仪网站：
