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電磁流量傳感器在測量高流速流體

發布時間：2021-07-10 00:51:48

采用電磁流量傳感器測量高速流體時，這種方法雖然也能降低噪聲，但由于電極的增加，國內有研究表明，多電極法可以提高電磁流量計的測量精度。電磁流量計的結構變得更加復雜，增加了電磁流量計的生產成

本。本文提出了一種方法：通過改變靠近測量電極的電磁流量傳感器的結構，現有文獻沒有提到通過改變傳感器結構來克服電極表面粗糙度測量帶來的測量誤差的方法。使測量管內的流場不受測量電極表面粗糙度的影

響，從而避免測量電極表面粗糙度引起的測量誤差。測量管內流體的雷諾數很高，流體流動呈現紊流狀態。在湍流狀態下，流場的邊緣部分，即靠近管壁和電極部分的流體，有一部分不參與運動，稱為粘性底層。粘性底

層的厚度與流體的雷諾數有關。雷諾數越大，粘性底層厚度越小。當粘性底層的厚度小于電極的粗糙度時，流體流過電極。受粗糙度的影響，電極附近的流場會發生變化，出現漩渦，出現各個方向的速度分量，與軸向相

反或相反的附加速度分量傳遞到電極上，形成速度噪聲，疊加在被測速度上。根據權函數理論可知，測量電極附近流場的權函數值很大，即使這部分流場的微小變化也會使電磁流量傳感器的測量結果產生較大的誤差

為了避免這種誤差，必須使電極的粗糙度小于膠粘劑底層的厚度，這將提高生產工藝的要求，增加生產成本；而且，由于流體中固體小顆粒的不斷撞擊，測量電極的表面粗糙度不可避免地會增大。本文綜述了電磁流量傳

感器的電極材料、應用范圍以及各種電極形狀在不同應用場合的選擇和安裝。列舉了常用材料和各種電極材料及形狀的應用特點及應用領域。結果表明，測量電極的表面粗糙度是客觀存在的，但文獻中并未提及電極表面

粗糙度對測量的影響。研究了測量電極粗糙度和絕緣內襯對電磁流量傳感器測量的影響。發現當雷諾數達到一定高度時，測量會出現一個誤差上升拐點。在此基礎上，應用測量管的粗糙度與邊界層厚度之間的關系，利用

電磁流量傳感器感應電勢的權函數理論，解釋了這種現象是由速度噪聲引起的，并得出結論：要降低這種噪聲，提高傳感器測量管內襯和電極的粗糙度在制造工藝上是必要的，但沒有給出具體的解決方案。

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