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電磁流量計(jì)的發(fā)明和至今發(fā)展到各行各業(yè)中的廣

  • 發(fā)表時(shí)間:2021-11-09 02:47:45

電磁流量計(jì)的發(fā)明是當(dāng)今儀表行業(yè)的里程碑產(chǎn)品。自電磁流量計(jì)發(fā)明以來,人們在生產(chǎn)生活中對大、超大流量區(qū)域有了全新的測量。方法。并且這種測量方法可以測量導(dǎo)電液體在各種流道中的流量和速度。人類在測量流量的技術(shù)上向前邁進(jìn)了一大步?;竟ぷ髟韥碜噪姶鸥袘?yīng)定律。電磁感應(yīng)定律是英國物理學(xué)家法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)的。法拉第電磁感應(yīng)定律指出:當(dāng)導(dǎo)體在磁場中切割力的磁場時(shí),會產(chǎn)生與磁場方向垂直的感應(yīng)電動(dòng)勢,導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒃趯?dǎo)體的兩端感應(yīng)。感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)速度成正比。

同時(shí),在電子工業(yè)快速發(fā)展、工業(yè)不穩(wěn)定因素不斷增加的條件下,電磁流量計(jì)也在逐步完善。它成熟并發(fā)展成為性能優(yōu)良的流量計(jì),在工業(yè)上得到了**的應(yīng)用。從 1960 年代后期到 1970 年代中期。隨著對三維加權(quán)函數(shù)的深入研究,出現(xiàn)了帶加權(quán)磁場的電磁流量計(jì),大大縮短了有限磁場的長度,在一定程度上提高了測量對流速的不敏感性。同時(shí),有利于流量計(jì)制造的簡化和成本的降低。三維權(quán)重函數(shù)的研究成果對這一時(shí)期電磁流量計(jì)的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。由于這一時(shí)期集成電路的飛速發(fā)展,以及世界能源危機(jī)對流量測量儀表的更高性能要求,出現(xiàn)了低頻矩形波激勵(lì)新技術(shù)。低頻方波勵(lì)磁電磁流量計(jì)集中了交流勵(lì)磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn),可以抑制直流磁場信號中的極化干擾,減少交流磁場流量計(jì)中信號中包含的電磁感應(yīng)干擾信號分量。它改善了流量計(jì)的零點(diǎn)。穩(wěn)定性、靈敏度和測量精度降低了功耗,解決了互換性等問題,形成了電磁流量計(jì)發(fā)展的高潮。 80年代以來,微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展。電磁流量計(jì)制造技術(shù)更加成熟完善,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。當(dāng)代電磁流量計(jì)采用單片機(jī)技術(shù)和數(shù)字化處理方式,使電磁流量計(jì)的測量精度和性能不斷提高,并能充分利用計(jì)算機(jī)具有信息存儲、分時(shí)處理、計(jì)算和控制能力的優(yōu)勢。因此,更容易實(shí)現(xiàn)雙向具有測量、空管檢測、自動(dòng)多量程切換、人機(jī)對話、與上位機(jī)通訊、自診斷等附加功能。 采用HART協(xié)議等現(xiàn)場總線的新一代電磁流量計(jì)為用戶提供了條件實(shí)現(xiàn)全新的現(xiàn)場總線生產(chǎn)控制和管理。因此,具有通訊功能的一體化、兩線制、防爆、高壓電磁流量計(jì)在化工、石油、鋼鐵、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中越來越受歡迎。隨著使用領(lǐng)域的擴(kuò)大,出現(xiàn)了各種利用電磁感應(yīng)的新型導(dǎo)電液體流量測量儀器和系統(tǒng),如可測量低電導(dǎo)率的電容式電磁流量計(jì)、測量重力排水的非全管式電磁流量、明渠測量的潛水式電磁流量計(jì),可測量明渠和大口徑管道流速的電磁流量計(jì),插入式電磁流量計(jì),以及構(gòu)成電磁流量級法的明渠測量系統(tǒng)。

我國早在50年代末就開始研制電磁流量計(jì),1960年代初上海光華儀表廠開始向社會提供產(chǎn)品。 1967年,大家集思廣益,提高丁對電磁流量計(jì)的認(rèn)識。更重要的是,國家電磁流量計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為我國電磁流量計(jì)的后續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ),培養(yǎng)了人才,不到一年時(shí)間就設(shè)計(jì)開發(fā)出來。生產(chǎn)一系列國貨。 70年代中期,由于**工業(yè)國家對電磁流量計(jì)的影響,我國電磁流量計(jì)的理論研究也達(dá)到了高潮。 1975年6月,北京大學(xué)**物理學(xué)家王竹璽教授、趙開華教授應(yīng)開封儀表廠之邀,對電磁流量計(jì)權(quán)函數(shù)理論進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)分析。工程學(xué)院、上海交通大學(xué)等多所高校積極參與電磁流量計(jì)理論研究,開發(fā)了我國加權(quán)磁場電磁流量計(jì)產(chǎn)品。**合資企業(yè)改革之路的****產(chǎn)品之一。這不僅使電磁流量計(jì)骨干廠家的快速發(fā)展,也促進(jìn)了其他生產(chǎn)電磁流量計(jì)的中小企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。目前,我國電磁流量計(jì)的生產(chǎn)基本以低頻方波激勵(lì)為主,逐步進(jìn)入產(chǎn)生加權(quán)磁場和智能流量。產(chǎn)品口徑系列范圍從3mm到30firⅡnm,測量精度在±0.3%R或±1%Fs范圍內(nèi)。制造商成立于 1980 年代初目前有4個(gè)寡婦中的30多個(gè);年產(chǎn)量從不到1000臺發(fā)展到現(xiàn)在的近3萬臺。無論是制造技術(shù)水平、開發(fā)能力還是市場開拓,我國電磁流量計(jì)與世界**水平的距離都在迅速縮小。

我國于1980年制定了電磁流量計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,1999年進(jìn)行了修訂,相當(dāng)于采用了ISO 9104:199I和IS0 6817:1992:CB/T 18659-2002的國家標(biāo)準(zhǔn)【密閉管道中導(dǎo)電液體電磁流量的測量儀表性能評價(jià)方法】與CB廠r 1860-2002【電磁流量計(jì)用戶用于密閉管道中導(dǎo)電液體流量的測量{點(diǎn)擊】已經(jīng)頒布。這將使我國電磁流量計(jì)今后能夠與國際接軌,為我國電磁流量計(jì)的發(fā)展創(chuàng)造條件。 (本文由潤眾儀表科技有限公司整理發(fā)布) 電磁流量計(jì)發(fā)明的歷史進(jìn)程和逐步完善。電磁流量計(jì)的發(fā)明是當(dāng)今儀表行業(yè)的里程碑產(chǎn)品。自從電磁流量計(jì)發(fā)明以來,人們對生產(chǎn)生活中的大流量和超大流量區(qū)域的測量有了全新的測量方法。并且這種測量方法可以測量導(dǎo)電液體在各種流道中的流量和速度。人類在測量流量的技術(shù)上向前邁進(jìn)了一大步。電磁流量計(jì)的基本工作原理來源于電磁感應(yīng)定律。電磁感應(yīng)定律是英國物理學(xué)家法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)的。法拉第電磁感應(yīng)定律指出:當(dāng)導(dǎo)體在磁場中切割力的磁場時(shí),會產(chǎn)生與磁場方向垂直的感應(yīng)電動(dòng)勢,導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒃趯?dǎo)體的兩端感應(yīng)。感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)速度成正比。

1832年,法拉第在泰晤士河滑鐵盧大橋的兩岸選擇了一個(gè)地磁場方向與水流方向垂直的地方,并放置了兩根金屬棒作為電極來測量河流的流速。這是世界上**個(gè)電磁流量計(jì)測試。但由于電化學(xué)反應(yīng)、熱電效應(yīng)等原因,測得的信號為假,流量信號被河床短路。再加上當(dāng)時(shí)測量條件的限制,他失敗了。幸運(yùn)的是,他在 1851 年看到了 Woli maggot lon 和其他人使用電磁感應(yīng)測量英吉利海峽潮汐的成功。1917年,Smith和Spiraian獲得了應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制造船舶測速儀的**,并推薦使用交流激勵(lì)來克服水的極化效應(yīng),從而開辟了電磁流量計(jì)在海洋學(xué)中的應(yīng)用。 1930年,威廉姆斯在置于直流磁場中的不導(dǎo)電圓管中流動(dòng)硫酸銅溶液,并檢測到管子兩個(gè)電極之間的直流電壓與流速成正比。這個(gè)裝置變成了一個(gè)簡單的電磁流量計(jì)。 Williams首先用數(shù)學(xué)方法分析了管內(nèi)流速分布對測量的影響,并提出了與管中軸線對稱的流速分布不影響電磁流量計(jì)測量精度的理論。盡管他的分析在數(shù)學(xué)上是錯(cuò)誤的,但電磁流量計(jì)的基本理論已經(jīng)建立。 1932 年左右,根據(jù) FaBM 的建議,生物學(xué)家 Willama 和 A Colin 成功地使用電磁流量計(jì)測量和記錄了瞬時(shí)動(dòng)脈血流量。

1960年代初,JA Shemliff(JA Shemliff)在A. Kolin等前輩的無限長均勻磁場電磁流量計(jì)數(shù)學(xué)分析的基礎(chǔ)上,完成了有限長均勻磁場流量的數(shù)學(xué)分析,并利用權(quán)函數(shù)理論揭示感應(yīng)電動(dòng)勢的微觀特征,使電磁流量計(jì)具有系統(tǒng)的基本理論。同時(shí),在電子工業(yè)快速發(fā)展、工業(yè)閑置程度日益提高的條件下,電磁流量計(jì)也在逐步完善。它成熟并發(fā)展成為性能優(yōu)良的流量計(jì),在工業(yè)上得到了**的應(yīng)用。從 1960 年代后期到 1970 年代中期。隨著對三維加權(quán)函數(shù)的深入研究,出現(xiàn)了帶加權(quán)磁場的電磁流量計(jì),大大縮短了有限磁場的長度,在一定程度上提高了測量對流速的不敏感性。同時(shí),有利于流量計(jì)制造的簡化和成本的降低。三維權(quán)重函數(shù)的研究成果對這一時(shí)期電磁流量計(jì)的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。由于這一時(shí)期集成電路的飛速發(fā)展,以及世界能源危機(jī)對流量測量儀表的更高性能要求,出現(xiàn)了低頻矩形波激勵(lì)新技術(shù)。低頻方波勵(lì)磁電磁流量計(jì)集中了交流勵(lì)磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn),可以抑制直流磁場信號中的極化干擾,減少交流磁場流量計(jì)中信號中包含的電磁感應(yīng)干擾信號分量。它改善了流量計(jì)的零點(diǎn)。穩(wěn)定性、靈敏度和測量精度,降低功耗消耗,解決互換性等問題,形成了電磁流量計(jì)發(fā)展的高潮。

20世紀(jì)80年代以來,微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速。電磁流量計(jì)制造技術(shù)更加成熟完善,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。當(dāng)代電磁流量計(jì)采用單片機(jī)技術(shù)和數(shù)字化處理方式,使電磁流量計(jì)的測量精度和性能不斷提高,并能充分利用計(jì)算機(jī)具有信息存儲、分時(shí)處理、計(jì)算和控制能力的優(yōu)勢。因此更容易實(shí)現(xiàn)雙向測量、空管檢測、多量程自動(dòng)切換、人機(jī)對話、與上位機(jī)通訊、自診斷等附加功能。采用HART協(xié)議等現(xiàn)場總線的新一代電磁流量計(jì)為用戶實(shí)現(xiàn)全新的現(xiàn)場總線生產(chǎn)控制和管理提供了條件。因此,具有通訊功能的一體化、兩線制、防爆、高壓電磁流量計(jì)在化工、石油、鋼鐵、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中越來越受歡迎。隨著使用領(lǐng)域的擴(kuò)大,出現(xiàn)了各種利用電磁感應(yīng)的新型導(dǎo)電液體流量測量儀器和系統(tǒng),如可測量低電導(dǎo)率的電容式電磁流量計(jì)、測量重力排水的非全管式電磁流量、明渠測量的潛水式電磁流量計(jì),可測量明渠和大口徑管道流速的電磁流量計(jì),插入式電磁流量計(jì),以及構(gòu)成電磁流量級法的明渠測量系統(tǒng)。我國在50年代末開始研制電磁流量計(jì),上海光華儀表廠在1960年代初開始向社會提供產(chǎn)品。 1967年,大家集思廣益,提高丁對電磁流量計(jì)的認(rèn)識。更重要的是,國家電磁流量計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為我國電磁流量計(jì)的后續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ),培養(yǎng)了人才,不到一年時(shí)間就設(shè)計(jì)開發(fā)出來。生產(chǎn)一系列國貨。

70年代中期,由于**工業(yè)國家對電磁流量計(jì)的影響,我國對電磁流量計(jì)理論的研究也達(dá)到了高潮。 1975年6月,北京大學(xué)**物理學(xué)家王竹璽教授、趙開華教授應(yīng)開封儀表廠之邀,對電磁流量計(jì)權(quán)函數(shù)理論進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)分析。工程學(xué)院、上海交通大學(xué)等多所高校積極參與電磁流量計(jì)理論的研究,開發(fā)了我國加權(quán)磁場電磁流量計(jì)產(chǎn)品。我國的電磁流量計(jì)是比較有競爭力的。較早、較成功地走引進(jìn)國外**技術(shù)、與國外**企業(yè)合資改革道路的****產(chǎn)品之一。這不僅使電磁流量計(jì)骨干廠家的快速發(fā)展,也促進(jìn)了其他生產(chǎn)電磁流量計(jì)的中小企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。目前,我國電磁流量計(jì)的生產(chǎn)基本以低頻方波激勵(lì)為主,逐步進(jìn)入產(chǎn)生加權(quán)磁場和智能流量。產(chǎn)品口徑系列范圍從3mm到30firⅡnm,測量精度在±0.3%R或±1%Fs范圍內(nèi)。制造商的數(shù)量從1980年代初期的幾家發(fā)展到現(xiàn)在的30多家;年產(chǎn)量從不足1000臺發(fā)展到如今的近3萬臺。無論是制造技術(shù)水平、開發(fā)能力還是市場開拓,我國電磁流量計(jì)與世界**水平的距離都在迅速縮小。

我國于1980年制定了電磁流量計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,1999年進(jìn)行了修訂,相當(dāng)于采用了ISO 9104:199I和IS0 6817:1992:CB/T 18659-2002的國家標(biāo)準(zhǔn)【密閉管道中導(dǎo)電液體電磁流量的測量儀表性能評價(jià)方法】與CB廠r 1860-2002【電磁流量計(jì)用戶用于密閉管道中導(dǎo)電液體流量的測量{點(diǎn)擊】已經(jīng)頒布。這將使我國電磁流量計(jì)今后能夠與國際接軌,為我國電磁流量計(jì)的發(fā)展創(chuàng)造條件。

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