電磁流量計傳感器在測量高雷諾數流體時,測量電極的粗糙度大于黏性底層的厚度,將會對測量造成很大的誤差。如果采用對電極的深加工或者改變電極的原料如采用貴金屬等來減小粗糙度的方法可以避免這種誤差,但是這樣會增加電磁流量計的制造成本,且如果被測流體含有固體顆粒,固體顆粒對電極的撞擊，仍然會加大電極的粗糙度。因此,提出了一-種新的方法,來避免電極的粗糙度對流場的影響。具體思路和方案如下:
對電磁流量傳感器的結構進行改造,把測量電極附近的管道口徑加寬,寬度遠大于電極的表面粗糙度,這樣測量電極的表面粗糙度就可以不影響管道流場,從而避免電極表面粗糙度所引起的測量誤差。
改造原理具體體現為:在電磁流量計傳感器測量管中的電極改變為由一段固體電極和一段液體電極串疊組成,并由液體電極部分與測量管內待測液體相接觸。液體電極部分是管內通往對應固體電極.的充滿導電性流體的管道加寬部分組成。液體電極的導電性流體可以是待測流體灌人管道加寬部分所形成的液體。這樣,待測流體中在測量管內流動時,其流場不直接受到電磁流量計傳感器的測量電極表面粗糙度影響,同時,測量管內待測流體產生的感應電勢可以通過液體電極傳輸到固體電極.電磁流量計轉換器的信號測量單元連接在固體電極,測量待測液體流動所產生的感應電勢信號。
應用CFD方法對流場進行數值仿真來驗證該方法。在同樣的邊界條件和初始條件下,設定管道直徑為60miimn,流體介質為水，平均流速為5m/s,雷諾數為300000,對電極處的管道口徑加寬,電極處粗糙度為0,流速分布云圖如圖5所示;電極處的流場云圖放大如圖6所示;對電極部分設定粗糙度,此時電極處的流場圖如圖7所示。
對比圖6與圖7可以看出,在平均流速為5m/s的條件下,加寬電極處管道口徑后,測量電極附近的流場基本不受電極表面粗糙度的影響,這樣可以避免電極的表面粗糙度對電磁流量計傳感器測量所造成的誤差,從而證明了該方案的可行性 |
