流（liú）速分布、磁場（chǎng）邊緣效應及介質電導率對測量的影響

流速分布、磁場（chǎng）邊緣效（xiào）應及介質電導（dǎo）率對測量的影響

⑴ 流速分布的影響

     由流體力學知道，液（yè）體在管道內流動時，管道橫截麵上各點的流速是不相等的，但不管是層（céng）流還是（shì）紊流，經一定距離的直管段後，流速分速即可成（chéng）為軸對稱分布，管道橫截麵上各點的流速，僅是該點至管道中心距離r的函數，即

流（liú）速在管軸（zhóu）中心（xīn）處為最大，在管壁處為零，其平均流速為（wéi）：

      假如流速分布相對管中心（xīn）軸為非（fēi）對稱時，雖然總的流量相（xiàng）同，但在電極附近感應電動勢大，所以（yǐ）測得的信號（hào）比（bǐ）實際流（liú）量值大；相（xiàng）反，在與電極成（chéng）90°的（de）地方感應電動（dòng）勢小（xiǎo）所得的信號比實際流量值小，造成測量誤差。因此，為了使流速度分布軸對稱，變送（sòng）器前加直管（guǎn）段是必要的。

⑵ 磁場邊緣效應對（duì）測量的影響

    前麵假定磁場分布無限長，那磁場邊緣效應的（de）影響可以無慮不計。事實（shí）上這一假定對實際流量計難以做到。下麵討論這（zhè）種邊緣效應對儀表性能的影響。
    假定管（guǎn）壁是絕緣的，如圖所示，磁場線圈長度為2L，測（cè）量管半徑為D/2，電（diàn）極A和B在磁場中部，磁感應強度B平行於x軸。由圖b所示（shì），磁場中間一段，即電極附近大致是均勻的，兩端（duān）則逐漸減弱，形成不均（jun1）勻（yún）的邊緣，最後下（xià）降為零。這（zhè）樣，使得液體內部電場E也不（bú）均勻（yún），如圖（tú）c所示，結果（guǒ）在（zài）y-z平（píng）麵（miàn）內將（jiāng）產生渦電流。由渦電（diàn）流所產生（shēng）的二次磁通反過來改變磁場邊緣部分的（de）工作磁通，使磁場的均勻性（xìng）進（jìn）一步（bù）遭到（dào）破壞。這時（shí），在電極上測得（dé）的感（gǎn）應電動勢與無限長磁場下的感應電動勢大小不一樣，因此產生（shēng）了誤（wù）差。
     假設磁場軸向長度為（wéi）有限場時，電極A和B間產生的感應電動勢為；磁場軸向長度（dù）為無限長時，電極（jí）間的感應電動勢為BvD，用S表示他們的比值，即

      顯然，希望S值越接近於1越好。也就（jiù）是說，希望有現場的磁（cí）場產生的感應電動勢與無限長的磁場產生的感應電動勢接近（jìn），這時流量信號的（de）損失最小。
      假如管壁是導電的，磁場邊緣（yuán）效應應更（gèng）加明顯，從而導（dǎo）致電極上感應電動（dòng）勢的損失增（zēng）加（jiā），所以管壁通常（cháng）要塗上絕緣層（céng）。假如介質的電（diàn）導率極高，磁場邊緣區將產生很大的渦電流，引起一次磁通，使工作磁場邊緣區（qū）域（yù）兩側（cè）的磁場分別被削弱和增強。所以測（cè）電（diàn）導率高的介質不宜（yí）用交流勵磁，而應（yīng）用直流激磁。若被測介質中含有導磁性物質，磁場邊緣效應就更複雜。由（yóu）於導磁物質的存在，使磁場發生嚴重（chóng）畸變，造成測量的非線性。

⑶ 被測介質電導率的影響
     目前，電磁流量（liàng）計轉換器的輸（shū）入阻抗（kàng）已（yǐ）有所提高（gāo），測量導電性液體時，一般不會因介質電導率稍有變化而引起誤差，但對於一定（dìng）的轉換器輸入阻抗（kàng），被（bèi）測介質的電導率有一個下限值（zhí），不能低於該下限（xiàn）值。
     被測介質的電導率太大也是不允許的。例如當電導率超過10-1（S/cm）左右時，就會降低流（liú）量信號，改變指示值（zhí），即指（zhǐ）示流量值（zhí）小（xiǎo）於實（shí）際流量值。這是因（yīn）為（wéi）在電磁流量變送器中，磁場為有限（xiàn）長，被測得導電液體隻有流過有限磁場時，才能產生感應電動勢。所以，代表流量信號的感應電（diàn）動勢是磁場部分的導電液體切割磁力線（xiàn）的結果，磁場兩端以外的導電液（yè）體沒有對做出任（rèn）何貢獻。相反，由於他們也是和兩（liǎng）個電極連通的（de），故也就構成了一（yī）部分外電路。當變送器與轉換器連接在一起時，這部分外電路就與轉換器輸入阻抗相（xiàng）並聯而成為變送器的負載。當被測介質的電導率很大時，外電路的電阻較小（xiǎo），這時不管轉換（huàn）器的輸入阻抗有多高（gāo），並聯的結果將（jiāng）取決於這部分液體外電路，從而（ér）減小變送器與轉換器之間的傳輸（shū）精度。