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CHAPTER 2流量计类型与原理
电磁流量计

原理

电磁流量计利用法拉第感应定律来检测流量。

在电磁流量计内部有一个产生磁场的电磁线圈,以及用于捕获电动势(电压)的电极。正是由于这一点,电磁流量计才可以在管道内似乎什么也没有的情况下仍然可以测量流量。

按照法拉第感应定律,磁场内流动的导电液体会产生电动势(电压),此电动势与管道内径、磁场强度以及平均流速都成比例。换句话说,在磁场中流动的液体的流速会转换成电。(E 与 V × B × D 成比例)

电磁流量计

随着流量变化,电极捕获的电动势(电压)也会按如下所述变化。

由于水的运动能量变化巨大,产生的电压也将变得更大。

电磁流量计的特点

根据上文所述的原理,电磁流量计一般具有以下特点。

优点 ・不受液体的温度、压力、密度或粘度的影响
・能够检测包含污染物(固体、气泡)的液体
・没有压力损失
・没有可动部件(提高可靠性)
缺点 ・无法检测不导电的气体与液体
・需要一段不长的直管

电导率

使用电磁流量计时,有一点要特别注意。由于电磁流量计基于电磁感应定律,因此只能检测导电液体的流量。是不是导电液体取决于电导率为何。那什么是电导率呢?

电导率通常是表示电流动容易程度的一个值。与其相对的数值是电阻率,它表示电流动的困难程度。常用单位是 S/cm(西门子每厘米)。要确定电流动的容易程度,方法是将 1 cm2的电极相距 1 cm放置。一些实际测量的导电率示例如下,自来水的电导率在100到200 μS/cm之间,矿泉水为100到500 μS/cm之间,纯水为0.1 μS/cm或以下。

为了计算电导率,有必要正确计算电极面积与电极间的距离等条件。这使得计算相当困难。确定电导率的一般方法是使用电导率计(US$50-1000)进行测量。

为什么水能导电?

H2O本身是稳定的分子,并不能导电。
那么,为什么电能够在水中流动呢?
这里的奥秘是水中是否存在杂质决定了水是否能导电。

为什么水能导电?

除H2O(水分子)之外,水中还含有Ca2+(钙离子)与Mg2+(镁离子)。所谓硬水与软水是根据给定量水中所含的离子量来区分。
由于这些离子会在水中导电,因此自来水、地下水以及其它富含离子的水都具有导电性质。此外,由于纯水只包含H2O而不包含任何杂质,因此它不能导电。

快速检测方法

如果只是要确认是否有导电性,可以使用标准的万用表。将测试仪置于测量电阻值的模式,然后将两个探针放入液体中。即使测试仪的指针只是稍微向零点移动,也表明有电在流动。*相反,如果指针根本不偏离∞,则没有导电性。这时可以认为不可能使用电磁流量计进行检测。

* 为谨慎起见,需要使用电导率计进行确认。 快速检测方法

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