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摘要：磁性是每個(gè)物質(zhì)的本質(zhì)屬性，而磁化率是表征物質(zhì)磁化能力的物理量。本文結(jié)合公式和實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了由于被測(cè)溶液的分子磁化率性質(zhì)的不同產(chǎn)生的蒸汽流量計(jì)計(jì)量誤差。
隨著電化學(xué)的不斷發(fā)展。流量測(cè)量以被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國(guó)防建設(shè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域，人們也研究開(kāi)發(fā)出了速度式流量計(jì)、動(dòng)量式流量計(jì)、蒸汽流量計(jì)等幾十種流量計(jì)。而蒸汽流量
計(jì)由于具有安裝和使用較方便、結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高，再加上可測(cè)量腐蝕性介質(zhì)、贓污介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量、測(cè)量結(jié)果不受外在物理參數(shù)影響以及報(bào)警功能和故障自診斷等特點(diǎn)越來(lái)越受到人們的廣泛使用。
1、蒸汽流量計(jì)簡(jiǎn)介

蒸汽流量計(jì)由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成，流量傳感器能夠把流過(guò)管道內(nèi)的導(dǎo)電液體的體積流量轉(zhuǎn)換為線性電信號(hào)。變送器是由勵(lì)磁電路、信號(hào)濾波放大電路、微處理器
電路、D／A電路等組成。其轉(zhuǎn)換原理即法拉第蒸汽感應(yīng)定律，也就是當(dāng)一導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而切割磁力線時(shí)，在導(dǎo)體兩端便會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。設(shè)在蒸汽流量計(jì)中，垂直于磁場(chǎng)方向有一個(gè)直徑為D的管道，國(guó)管道由不導(dǎo)磁材料制成，測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)蒸汽線圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)以速度v流過(guò)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓E=BVD。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。由此可得管道的體積流量為：Q=D·D／4y，綜合得：E=4BQ／d=KQ（K為儀表常數(shù)。在管道直應(yīng)強(qiáng)度B恒定時(shí)，K是一個(gè)常數(shù)，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與體積流量具有線性關(guān)系）。具體見(jiàn)圖1。
2引起蒸汽流量計(jì)測(cè)量誤差的原因
2．1由于安裝使用不當(dāng)造成的
蒸汽流量計(jì)必須安裝在振動(dòng)小的場(chǎng)所，測(cè)量時(shí)要求滿管測(cè)量、流速分布軸對(duì)稱(chēng)、可靠的接地等，否則就會(huì)出現(xiàn)輸出晃動(dòng)、示值不準(zhǔn)等現(xiàn)象。如果管子不滿有氣泡，就有可能使得測(cè)
量結(jié)果包含管內(nèi)上半部的氣體體積，就會(huì)有測(cè)量誤差，當(dāng)液面低于電極水平面，測(cè)量回路處于開(kāi)路狀態(tài)時(shí)，測(cè)量結(jié)果甚至?xí)?yán)重失真。再比如，如果流體在管道內(nèi)流速出現(xiàn)非軸對(duì)稱(chēng)流速分布時(shí)，任*向可分為兩種流動(dòng)的組合：一種是沿管道軸線的直線流，它對(duì)管道橫截面的積分為待測(cè)液體的體積流量；另一種是純粹的旋渦流，它對(duì)管道橫截面的積分為零，如旋渦流對(duì)輸出就會(huì)產(chǎn)生誤差。
2．2蒸汽流量計(jì)自身結(jié)構(gòu)造成的
盡管蒸汽流量計(jì)本身的精度不斷提高，但實(shí)際工程中，不可避免地工藝管道中的彎管、閥門(mén)等都會(huì)引起流動(dòng)畸變、二次流或漩渦，從而破壞原有充分均勻的流速分布狀況，進(jìn)而產(chǎn)生誤差。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量使流體經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的直管段，也可以通過(guò)安裝流動(dòng)調(diào)整器來(lái)調(diào)整流體的流動(dòng)方向，使流體恢復(fù)其軸對(duì)稱(chēng)的流速分布。另外，蒸汽流量計(jì)需在劣勢(shì)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中使用，對(duì)抗干擾性和可靠性具有較高的要求，如果對(duì)外界環(huán)境的抗干擾性不高，測(cè)試結(jié)果可能就會(huì)有誤差，因此在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)過(guò)程中，將提高系統(tǒng)抗干擾性和可靠性作為一項(xiàng)重要的內(nèi)容。
3提高蒸汽流量測(cè)量準(zhǔn)確性的工程對(duì)策
3．1正確選型
蒸汽流量計(jì)的選型考慮因素很多，一般從傳感器口徑和襯里、點(diǎn)擊材料兩方面考慮。首先，傳感器口徑?jīng)Q定著流體在管道中的流速大小，影響到輸出電勢(shì)值。因此，選擇傳感器口
徑時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用流量而定，不一定與連接的工藝管道口徑相同。再者，電極是蒸汽流量計(jì)拾取流量信號(hào)的部件，針對(duì)不同介質(zhì)的不同測(cè)量條件選用不同的內(nèi)襯、電極材料，比如對(duì)腐蝕性有要求的流體就要用耐腐蝕性的內(nèi)襯材料，對(duì)磨損性有要求的就要選擇奶磨損的材料。
3．2正確安裝
（1）對(duì)安裝管路的要求。測(cè)量過(guò)程中，電極平面處的流速分布已同初校時(shí)有一定的差別，傳感器上游管道連接件的配置也會(huì)使影響流速分布，操作過(guò)程要盡量保證流速以中心軸為對(duì)稱(chēng)分布。另外，如果測(cè)量管內(nèi)導(dǎo)電流體電導(dǎo)率不均勻，也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，因此，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也要盡量保證流體的電導(dǎo)率均勻。
（2）安裝要保證流體充滿測(cè)量管。蒸汽流量計(jì)測(cè)量的流量是電極平面的平均流速與電極斷面的面積的乘積．只有流體充滿測(cè)量管測(cè)量才準(zhǔn)確，尤其是兩相混相流體，當(dāng)傳感器水平
安裝時(shí)，就很容易使得比重大的沉淀到管道下部，比重曉得到了流體上部，從而使流體不均勻，影響測(cè)量結(jié)果。
4基于分子磁化率性質(zhì)產(chǎn)生的蒸汽流量計(jì)計(jì)量誤差
不同結(jié)構(gòu)、不同分子質(zhì)量的物質(zhì)磁化性質(zhì)是不同的，這就使得不同溶質(zhì)、溶劑的溶液的磁化性質(zhì)不同，即使是同種溶質(zhì)同種溶劑不同質(zhì)量濃度的溶液磁化性質(zhì)也會(huì)不同。不同磁化
率性質(zhì)的溶液在通過(guò)蒸汽流量計(jì)時(shí)改變?cè)艌?chǎng)強(qiáng)度不同，因此不同溶液在同一蒸汽流量計(jì)磁場(chǎng)的作用下其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的響應(yīng)值也不會(huì)相同，餅以蒸汽流量計(jì)在汁量不同溶液和聚合
物溶液時(shí)、由于溶液磁化率性質(zhì)不同就會(huì)產(chǎn)生計(jì)量誤差。
另外，結(jié)構(gòu)化學(xué)中闡述：分子在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生磁化現(xiàn)象，磁化率是用摩爾分子磁化率x表示的，即：x=JV其中：V表示磁介質(zhì)的摩爾體積，J表示單位磁場(chǎng)強(qiáng)度下的體積磁化率。單位體積磁化J是不同物質(zhì)分子的*屬性，與液相物質(zhì)的密Q、相對(duì)分子質(zhì)量M、摩爾磁化率x、摩爾體積Vm無(wú)關(guān)。下面給大家列出了通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出的幾種溶劑的不同質(zhì)量濃度的溶液磁化率結(jié)果，見(jiàn)表1。

通過(guò)表1可知：在相同的環(huán)境條件下DN2O型的蒸汽流量計(jì)量水、分子質(zhì)量400萬(wàn)聚丙烯酰胺溶液、分子質(zhì)量700萬(wàn)聚丙烯酰胺溶液，蒸汽流量計(jì)顯示數(shù)值基本是一致的。
結(jié)論：通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明蒸汽流量計(jì)所計(jì)量在測(cè)量不同磁化率性質(zhì)的溶液時(shí)，溶液在通過(guò)蒸汽流量計(jì)勵(lì)磁磁場(chǎng)時(shí)將會(huì)不同程度的改變?cè)艌?chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而他們?cè)谕徽羝髁坑?jì)勵(lì)磁磁場(chǎng)的作用下其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也不會(huì)相同，蒸汽流量計(jì)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e是隨著被測(cè)液流物質(zhì)的分子磁化率性質(zhì)而變化，這樣就會(huì)由于分子磁化率性質(zhì)不通而產(chǎn)生的蒸汽流量計(jì)誤差。