道闸遥控器
随着工业的发展,电磁流量计口径不断增大,仪表的结构需要相对紧凑,轴向长度也相对减小,使得导电连接管的影响增大。在理论上通过对连接管附近的虚电流进行近似,描述了电磁流量计轴向长度与其敏感度的关系。 采用一种半解析的方法得到更精确的解。理论分析一般建立在电磁流量计端部效应的假设上,即认为导电的连接管部分地分流了电极的虚电流,如果导电连接管距离电极越近,则分流的比例越大。后来的分析认为当导电连接管离电极超过3倍以上管道内半径后,这一影响将小于5%。本文的主要目的是通过实验的方法研究电磁流量计由于轴向长度不同产生的影响。
1.实验方法与结果分析
图1是电磁流量计连接管道的一般方法,其中流量计测量管段内壁装有绝缘衬里。设其长度的一半为l。流量计两端的连接管设为良导体。通常连接管是接地的,所以,它的电势为零,而流量计一个电极上产生正电势,另一个电极产生负电势。这样,由虚电流的意义可知,从正电极流出的虚电流并非全部流向负电极,而是有一小部分流向电位亦较正电极低的连接管,这一部分占总虚电流比例的大小与绝缘村层半长l有关。l越小,则这一比例越大,流量计输出信号也变得越小。
实验所用电磁流量计为D25型,l=86mm,绝缘村里半径R=10.5mm。在测量管绝缘内壁贴上导电金属膜并与外管道连接,这样可以改变绝缘树里的长度,以模拟不同长度的电磁流量计。
如图2所示,图中l1、l2为粘贴金属膜的长度。对经过改装后的电磁流量计,利用水流量标准装置得到不同流量下的信号输出,可以得到改装后与改装前信号输出的相对误差,如图3所示。
实验一共进行了9组,其中和l2的数值见图3。
相对误差的确定方法是按电磁流量计敏感度进行计算。敏感度的定义为:
S=U2-U1/2RBVm
其中U2-U1为电磁流量计电极间感应电动势差;Vm是标定的通过管道平均流速。可认为未加任何改装时S=1。所以,相对误差是1-S。
根据图3中不同l1和l2下电磁流量计相对误差可知,当l1=25m且l2=25mm、l1=0且l2=25mm时,相对误差较小。而当l1在50-80m之间,以及l2在38~80mm之间,则相对误差较大。所有的相对误差均是负值,即电磁流量计的指示值都减小了。另外,分析实验数据还发现,如果l1不等于l2,则误差可能比它们的平均长度情况更大。
电磁流量计轴向长度与其敏感度的关系,得到的结果可大致归纳为：
S≈1-e的-1/R*v
式中a为修正常数。所以,连接管引起的测量误差与电磁流量计轴向长度是指数衰减的关系。对实验结果进行分析发现。随l1+l2的增加,S呈减小趋势。但减小的速度不如指数衰减快。由于实际仪表的结构复杂,而理论分析为了区分不同因素的影响只考虑均匀磁场和无限小的点电极,这可能是造成两者结果差异的原因。
如果l1和l2不相等,造成了电磁流量计导电条件的不对称。对称设计为电磁流量计的基本假设,不对称会带来附加的误差。即当l1≠l2时,它们的影响会比2倍的(l1+l2)/2大。
图3中的实验数据还包含了不同流量下得到的测量结果。从图中可以看出,除个别曲线外,相对误差随不同流量的变化较小。经典的理论认为,相对误差应该不随流量变化。即使更精确的计算结果,这一变化也很小。实验的条件很难理想化。所以,认为图3中相对误差随同流量的变化较大可能主要来源于实验本身。
2.总结
本文主要工作是在测量管内壁粘贴导电金属膜以改变其绝缘村里长度,对改变后的电磁流量计用水流量标准装置进行标定,得到其敏感度的变化量。实验表明,电磁流量计轴向长度缩短可引起流量计敏感度的下降,在本实验中敏感度可降至原来的90%。