70年代以來涌現(xiàn)鍵控低頻矩形波激磁方法，逐步代替晚期運(yùn)用的工頻交換激磁方法，儀表性能有了很大進(jìn)步，得到更為普遍的運(yùn)用。

 

2. 原理與機(jī)構(gòu)

 

LDE的基礎(chǔ)原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線靜止時(shí)在其兩端發(fā)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如圖1所示，導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)活動(dòng)，與活動(dòng)方向垂直的方向上發(fā)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向按“弗來明右手規(guī)矩"，其值如下式

 

式中 E-----感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即流量信號(hào)，V

 

k-----系數(shù)；

 

B-----磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；

 

D----測(cè)量管內(nèi)徑，m；

 

--- 均勻流速，m/s。

 

設(shè)液體的體積流量為，則

 

式中 K 為儀表常數(shù)，K= 4 KB/πD 。

 

LDE由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大局部組成。傳感器典范構(gòu)造表示如圖2，測(cè)量管高低裝有激磁線圈，通激磁電流后發(fā)生磁場(chǎng)穿過測(cè)量管，一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁與液體相接觸，引出感應(yīng)電勢(shì)，送到轉(zhuǎn)換器。激磁電流則由轉(zhuǎn)換器供給。

 

3、 優(yōu) 點(diǎn)

 

LDE的測(cè)量通道是一段無阻流檢測(cè)件的潤(rùn)滑直管，因不易阻塞實(shí)用于測(cè)量含有固體顆�；蚶w維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。

 

LDE不發(fā)生因檢測(cè)流量所造成的壓力喪失，儀表的阻力僅是同一長(zhǎng)度管道的沿程阻力，節(jié)能后果明顯，關(guān)于請(qǐng)求低阻力喪失的大管徑供水管道最為適宜。

 

LDE所測(cè)得的體積流量，實(shí)踐上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率（只有在某閾值以上）變更明顯的影響。

 

與其余大局部流量?jī)x表相比，前置直管段請(qǐng)求較低。

 

LDE測(cè)量規(guī)模度大，通常為20：1～50：1，可選流量規(guī)模寬。滿度值液體流速可在0.5～10m/s內(nèi)選定。有些型號(hào)儀表可在現(xiàn)場(chǎng)依據(jù)須要擴(kuò)張和減少流量（例如設(shè)有4位數(shù)電位器設(shè)定儀表常數(shù)）不用取下作離線實(shí)流標(biāo)定。

 

LDE的口徑規(guī)模比其余種類流量?jī)x表寬，從幾毫米到3m�？蓽y(cè)正反雙向流量，也可測(cè)脈動(dòng)流量，只有脈動(dòng)頻率低于激磁頻率很多。儀表輸入實(shí)質(zhì)上是線性的。

 

易于抉擇與流體接觸件的材料種類，可運(yùn)用于侵蝕性流體。

 

4、 缺 點(diǎn)

 

LDE不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機(jī)溶劑等。不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。

 

通用型LDE因?yàn)橐r里材料和電氣絕緣材料限制，不能用于較低溫度的液體；有些型號(hào)儀表用于過低于室溫的液體，因測(cè)量管外凝露（或霜）而損壞絕緣。

 

5、 分 類

 

場(chǎng)上通用型產(chǎn)品和特別型儀表能夠從不同角度分類。

 

如按激磁電流方法劃分，有直流激磁、交換（工頻或其余頻率）激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁。幾種激磁方法的波形見圖3。

 

按輸入信號(hào)連線和激磁（或電源）連線的制式分類，有四線制和二線制。

 

按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方法分類，有分別型和一體型。

 

按流量傳感器與管道銜接方法分類，有法蘭銜接、法蘭夾裝銜接、衛(wèi)生型銜接和螺紋銜接。

 

按流量傳感器電極能否與被測(cè)液體接觸分類，有接觸型和非接觸型。按流量傳感器構(gòu)造分類，有短管型和拔出型。

 

按用處分類，有通用型、防爆型、衛(wèi)生型、防侵水型和潛水型等。

 

6. 選用斟酌要點(diǎn)

 

6.1 運(yùn)用概略

 

LDE運(yùn)用范疇普遍。大口徑儀表較多運(yùn)用于給排水工程。中小口徑罕用于固液雙相等難測(cè)流體或高請(qǐng)求場(chǎng)合，如測(cè)量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)侵蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水掌握和監(jiān)漏，長(zhǎng)間隔管道煤的水力保送的流量測(cè)量和掌握。小口徑、渺小口徑罕用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生請(qǐng)求的場(chǎng)合。

 

6.2精度等級(jí)和功用

 

市場(chǎng)上通用型LDE的性能有較大區(qū)別，有些精度高、功用多，有些精度低、功用簡(jiǎn)樸。精度高的儀表基礎(chǔ)誤差為（±0.5%～±1%）R，精度低的儀表則為（±1.5%～±2.5%）FS，兩者價(jià)錢相差1～2倍。因而測(cè)量精度請(qǐng)求不很高的場(chǎng)合（例如非貿(mào)易核算僅以掌握為目標(biāo)，只請(qǐng)求高牢靠性和優(yōu)異反復(fù)性的場(chǎng)合）選用高精度儀表在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。

 

有些型號(hào)儀表宣稱有更高的準(zhǔn)確度，基礎(chǔ)誤差僅（±0.2%～±0.3%）R，但有嚴(yán)厲的安裝請(qǐng)求和參比條件，例如環(huán)境溫度20～22℃，前后置直管段長(zhǎng)度請(qǐng)求分手大于10D,3D（通常為5D,2D）甚至提出流量傳感器要與前后置直管組成一體在流量規(guī)范安裝上作實(shí)流校準(zhǔn)，以增添夾裝不善的影響。因而在多種型號(hào)抉擇對(duì)比時(shí)不要單純只看高指標(biāo)，要具體瀏覽制作廠樣本或解釋書做綜合剖析。

 

市場(chǎng)上LDE的功用區(qū)別也很大，簡(jiǎn)樸的就只是測(cè)量單向流量，只輸入模仿信號(hào)帶動(dòng)后位儀表；多功用儀表有測(cè)雙向流、量程切換、高低限流量報(bào)警、空管和電源切斷報(bào)警、小信號(hào)切除、流量顯示和總量盤算、主動(dòng)核查和故障自診斷、與上位機(jī)通訊和靜止組態(tài)等。有些型號(hào)儀表的串行數(shù)字通訊功用可選多種通訊接口和專用芯片（ASIC），以銜接HART協(xié)定體系、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF現(xiàn)場(chǎng)總線等。

 

6.3流速、滿度流量、規(guī)模度和口徑

 

選定儀表口徑不肯定與管徑雷同，應(yīng)視流量而定。流程工業(yè)保送水等粘度不同的液體，管道流速個(gè)別是經(jīng)濟(jì)流速1.5～3m/s。LDE用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑雷同即可。

 

LDE滿度流量時(shí)液體流速可在1～10m/s規(guī)模內(nèi)選用，規(guī)模是對(duì)比寬的。上限流速在原理上是不受限制的，但是通常倡議不超越5m/s，除非襯里材料能蒙受液流沖洗，實(shí)踐運(yùn)用很少超越7m/s，超越10m/s則更為稀有。滿度流量的流速上限個(gè)別為1m/s，有些型號(hào)儀表則為0.5m/s。有些新建工程運(yùn)行初期流量偏低或在流速偏低的管系，從測(cè)量精度角度斟酌，儀表口徑應(yīng)改用小于管徑，以異徑管銜接之。

 

用于有易粘附、沉積、結(jié)垢等物資的流體，選用流速不低于2m/s，最好進(jìn)步到3～4m/s或以上，起到自打掃、避免粘附沉積等作用。用于礦漿等磨耗性強(qiáng)的流體，罕用流速應(yīng)低于2～3m/s ，以下降對(duì)襯里和電極的磨損。

 

在測(cè)量靠近閾值的低電導(dǎo)液體，盡能夠選定較低流速（小于0.5～1m/s），因流速進(jìn)步活動(dòng)噪聲會(huì)增添，而涌現(xiàn)輸入晃動(dòng)景象。

 

LDE的規(guī)模度是對(duì)比大的，通常不低于20，帶有量程主動(dòng)切換功用的儀表，可超越50～100。

 

海內(nèi)能夠供給的定型產(chǎn)品的口徑從10mm到3000mm，隨然實(shí)踐運(yùn)用還是以中小口徑居多，但與大局部其余原理流量?jī)x表（如容積式、渦輪式、渦街式或科里奧利質(zhì)量式等）相比，大口徑儀表占領(lǐng)較大比重。某企業(yè)近萬臺(tái)儀表中，50mm以下小口徑、65～250mm中口徑、300～900mm大口徑、1000mm以上超大口徑分手占37%、45%、15%和3%。

 

6.4液體電導(dǎo)率

 

運(yùn)用LDE的前提是被測(cè)液體必需是導(dǎo)電的，不能低于閾值（即上限值）。電導(dǎo)率低于閾值會(huì)發(fā)生測(cè)量誤差直至不能運(yùn)用，超越閾值即便變更也能夠測(cè)量，示值誤差變更不大，通用型LDE的閾值在10-4～（5×10-6）S/cm之間，視型號(hào)而異。運(yùn)用時(shí)還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號(hào)線長(zhǎng)度及其散布電容，制作廠運(yùn)用解釋書中通慣例定電導(dǎo)率絕對(duì)應(yīng)的信號(hào)線長(zhǎng)度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測(cè)電導(dǎo)率低至5×10-8S/cm的液體。

 

工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/cm，酸、堿、鹽液的電導(dǎo)率在10-4～10-1S/cm之間，運(yùn)用不存在問題，低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。石油制品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率過高攀不能運(yùn)用。表1列出若干液體的電導(dǎo)率。從材料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低，以為不能運(yùn)用，但是實(shí)踐任務(wù)中會(huì)碰到因含有雜質(zhì)而能運(yùn)用的實(shí)例，這類雜質(zhì)對(duì)增添電導(dǎo)率有利。關(guān)于水溶液，材料中的電導(dǎo)率是用純水配比在試驗(yàn)室測(cè)得的，實(shí)踐運(yùn)用的水溶液能夠用工業(yè)用水配比，電導(dǎo)率將比查得的要高，也有利于流量測(cè)量。