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一前言
　　除容積式、科里奧利式等少數(shù)流量?jī)x表外，大部分流量?jī)x表實(shí)流校準(zhǔn)要求在充分發(fā)展素流條件下進(jìn)行，這種流動(dòng)狀態(tài)符合電磁流量計(jì)要求流速以管中心軸對(duì)稱的工作條件。流體流經(jīng)彎管、閥門等擾流件后，流速分布產(chǎn)生畸變，但在經(jīng)過(guò)一定長(zhǎng)度直管后又漸漸恢復(fù)為充分發(fā)展?fàn)顟B(tài)。因此，節(jié)流差壓式、超聲式、渦輪式、渦街式等流量?jī)x表的上游，需要較長(zhǎng)直管段(15~ 50倍管徑D的長(zhǎng)度);電磁流量計(jì)的要求則相對(duì)低些。雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18659-2002《電磁流量計(jì)的性能評(píng)定方法》中規(guī)定流量傳感器“安裝在離任何.上流擾動(dòng)至少10倍公通徑”的參比條件下校準(zhǔn)，但當(dāng)前各制造廠的使用說(shuō)明書(shū)中大部分卻規(guī)定前置直管長(zhǎng)度為5D因此流量測(cè)量值與參比條件校準(zhǔn)值相比，受流速分布影響的誤差可能要偏大一些。現(xiàn)在通行電磁流量傳感器的電極設(shè)計(jì)是-對(duì)小面積點(diǎn)狀電極，然而改進(jìn)電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如中小口徑儀表采用大面積板狀電極和大口徑(2500mm)儀表采用兩對(duì)電極，也可降低流分布畸變影響的敏感度，可進(jìn)一步縮短前置直管的長(zhǎng)度。本文闡述在閘閥流速分布畸變流動(dòng)狀態(tài)下游，作兩對(duì)電極與-對(duì)電極儀表的實(shí)驗(yàn)比較，視察其改善程度。此前先說(shuō)明感應(yīng)電勢(shì)權(quán)重函數(shù)的概念。
二 感應(yīng)電勢(shì)權(quán)重函數(shù)
　　電磁流量計(jì)是按法拉第電磁感應(yīng)定律工作的，流體在磁場(chǎng)中切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在兩電極產(chǎn)生如下式所示的與平均流速`V`成正比的電動(dòng)勢(shì)E，式中k為系數(shù)，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度D為測(cè)量管內(nèi)徑。
E = kBD`V
　　這是宏觀地闡明電磁流量計(jì)的工作原理，假設(shè)磁通密度B是均勻分布的，流速是處處相等的。實(shí)際上并非如此，且管道內(nèi)不同位置微流元產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)不會(huì)等同地全部貢獻(xiàn)給兩電極間流量信號(hào)。這是由于不同位置介質(zhì)的短路效應(yīng)形成的衰減不同，使電極附近微流元貢獻(xiàn)大，遠(yuǎn)離電極微流元貢獻(xiàn)小。引入權(quán)重函數(shù)w描述此現(xiàn)象，即微流元dτ產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)在電極上的電壓dE = BVwdτ。傳統(tǒng)點(diǎn)電極電磁流量計(jì)的權(quán)重函數(shù)分布如圖1所示，所繪等權(quán)重函數(shù)線近電極w=2，遠(yuǎn)離電極w=0.65。
 
　　兩對(duì)電極電磁流量計(jì)的權(quán)重函數(shù)分布如圖2所示，其權(quán)重函數(shù)0.85~1.2范圍的陰影線部分比圖1所示陰影線部分面積擴(kuò)大，權(quán)重函數(shù)越近1的區(qū)域流速分布畸變影響的敏感度越小，減少了流速分布影響。中小口徑儀表所采用板狀電極，其權(quán)重函數(shù)分布如圖3，與兩對(duì)電極儀表相似，只是制造比較復(fù)雜，現(xiàn)在市場(chǎng)上已少見(jiàn)此類定型產(chǎn)品。
 
 
三試驗(yàn)與效果
　　橫河電機(jī)(日)以流速分布畸變顯著的各種開(kāi)度閘閥為擾流件,置于流量傳感器上游3D處，以電極軸與閘閥開(kāi)啟方向平行和垂直兩種姿勢(shì)(見(jiàn)圖4)，4種閘閥開(kāi)度，即25%、50%、75% .和全開(kāi)，作流速1m/s的實(shí)流實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如圖5所示，閘閥開(kāi)度在(25~ 75)%范圍，兩對(duì)電極儀表比一對(duì)電極儀表誤差可減小一半以上，從而可縮短前置直管長(zhǎng)度。
 
 
　　橫河電機(jī)規(guī)定兩對(duì)電極電磁流量計(jì)前置直管長(zhǎng)度要求，與一對(duì)電極比較如表所示。
 
四 結(jié)語(yǔ)
　　供水行業(yè)為加強(qiáng)出廠水計(jì)量工作，建議流量變化較大的場(chǎng)所采用"單泵一表制"， 因此較多水廠出廠水泵房每臺(tái)泵后裝有一臺(tái)電磁流量計(jì)。然而水廠管系布置常受場(chǎng)地制約，沒(méi)有足夠直管長(zhǎng)度位置，此時(shí)可選用兩對(duì)電極電磁流量計(jì)。

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