【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁测量，尤其涉及一种电磁流量测量装置与方法。
技术介绍
1、基于法拉第电磁感应理论的电磁流量计具有非侵入性、无可动部件、可靠性高和不受流体密度、温度、压力、粘度等物理参数影响等优点，可在层流、紊流、脉动流以及产生流线振动等情况下对单相流体的流量进行准确测量。
2、传统的点电极电磁流量计管道为绝缘管道，或者内壁附有一层绝缘衬里，点电极置于内壁上，被测流体流于管道内，流量计算方法也建立在相应的简化物理模型之上。然而这种结构的电磁流量计及其流量计算方法存在一定的局限性，例如常见的四氟乙烯衬里最高耐温只有180℃左右，无法在液态金属流体等高温流体测量中使用；又在如血液流量的测量中，由于血管壁的导电性，使得传统的流量计算方法不再适用。
3、因此，针对上述传统电磁流量计的局限性，本领域的技术人员致力于开发一种能够适用于高温流体及导电管壁流体测量的电磁流量测量装置及方法，从而拓展电磁流量计的应用领域。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是传统的流量计算方法在导电管壁中不再适用，并且传统电磁流量计绝缘衬里材料不耐高温的问题。
2、本专利技术提供了一种电磁流量测量装置，包括测量管道和信号处理模块，所述测量管道安装有测量模块，所述测量模块内设置有测量管段和电极，所述电极安装在所述测量管段的外壁上；所述测量模块用于输出感应电动势信号u,所述信号处理模块用于接收感应电动势信号u,并结合被测流体和测量管段的电导率信息，
3、优选地，所述测量模块利用双模态设置，同时获得感应电动势信号u和所述被测流体的第一电导率值以及所述测量管段的第二电导率值。
4、优选地，所述测量管道上还安装有辅助测量装置，所述第一电导率值和第二电导率值由所述辅助测量装置获得。
5、优选地，所述辅助测量装置测量所述被测流体和测量管段的温度，用于修正标准温度下所述被测流体和测量管段的电导率值，获得精确的所述第一电导率值和第二电导率值。
6、优选地，所述电极为一对电极或多对电极组成。
7、优选地，所述电极形式为点电极、弧状电极和电容式电极中的一种。
8、本专利技术还提供了一种电磁流量测量方法，利用上述的电磁流量测量装置进行高温流体及导电管壁流体流量的测量，当所述被测流体流过所述测量管道时，所述测量模块输出感应电动势信号u，所述信号处理模块用于接收感应电动势信号u，并结合所述第一电导率值和第二电导率值，获得被测流体的体积流量q。
9、优选地，所述感应电动势信号u计算公式为：
10、
11、其中：q为被测流体体积流量，d为所述测量管段的外径，b为磁感应强度，u为感应电动势，为流体域平均权重函数。
12、优选地，所述流体域平均权重函数由所述被测流体的电导率σ1和所述测量管段的电导率σ2及外径和内径确定，并由数值模拟方法获得。
13、优选地，
14、当σ1/σ2<1时：
15、
16、当σ1/σ2>1时：
17、
18、其中，d为所述测量管段的内径。
19、本专利技术的有益效果：
20、(1)利用环域权重函数模型提出了一种适用于导电管壁电磁流量计流量测量方法，可精确测量导电管壁内流体的体积流量。
21、(2)利用导电管壁材料比传统电磁流量计绝缘衬里材料更耐高温的性能特点，提高了电磁流量计的耐温性能。
22、以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
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1.一种电磁流量测量装置，其特征在于，包括测量管道和信号处理模块，所述测量管道安装有测量模块，所述测量模块内设置有测量管段和电极，所述测量管道材料为导电材料，所述电极安装在所述测量管段的外壁上；所述测量模块用于输出感应电动势信号U,所述信号处理模块用于接收感应电动势信号U,并结合被测流体和测量管段的电导率信息，获得被测流体的体积流量Q。
2.如权利要求1所述的电磁流量测量装置，其特征在于，所述测量模块利用双模态设置，同时获得感应电动势信号U和所述被测流体的第一电导率值以及所述测量管段的第二电导率值。
3.如权利要求1所述的电磁流量测量装置，其特征在于，所述测量管道上还安装有辅助测量装置，所述第一电导率值和第二电导率值由所述辅助测量装置获得。
4.如权利要求2所述的电磁流量测量装置，其特征在于，所述辅助测量装置测量被测流体和测量管段的温度，用于修正标准温度下所述被测流体和测量管段的电导率值，获得精确的所述第一电导率值和第二电导率值。
5.如权利要求4所述的电磁流量测量装置，其特征在于，所述电极为一对电极或多对电极组成。
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7.一种电磁流量测量方法，其特征在于，利用如权利要求1～6任一项所述的电磁流量测量装置进行高温流体及导电管壁流体流量的测量，当所述被测流体流过所述测量管道时，所述测量模块输出感应电动势信号U，所述信号处理模块用于接收感应电动势信号U，并结合所述第一电导率值和第二电导率值，获得被测流体的体积流量Q。
8.如权利要求7所述的电磁流量测量方法，其特征在于，所述感应电动势信号U计算公式为：
9.如权利要求8所述的电磁流量测量方法，其特征在于，所述流体域平均权重函数由所述被测流体的电导率σ1和所述测量管段的电导率σ2及外径和内径确定，并由数值模拟方法获得。
10.如权利要求9所述的电磁流量测量方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种电磁流量测量装置，其特征在于，包括测量管道和信号处理模块，所述测量管道安装有测量模块，所述测量模块内设置有测量管段和电极，所述测量管道材料为导电材料，所述电极安装在所述测量管段的外壁上；所述测量模块用于输出感应电动势信号u,所述信号处理模块用于接收感应电动势信号u,并结合被测流体和测量管段的电导率信息，获得被测流体的体积流量q。
2.如权利要求1所述的电磁流量测量装置，其特征在于，所述测量模块利用双模态设置，同时获得感应电动势信号u和所述被测流体的第一电导率值以及所述测量管段的第二电导率值。
3.如权利要求1所述的电磁流量测量装置，其特征在于，所述测量管道上还安装有辅助测量装置，所述第一电导率值和第二电导率值由所述辅助测量装置获得。
4.如权利要求2所述的电磁流量测量装置，其特征在于，所述辅助测量装置测量被测流体和测量管段的温度，用于修正标准温度下所述被测流体和测量管段的电导率值，获得精确的所述第一电导率值和第二电导率值。...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨杨，刘慧源，杨彪虎，张超，杨斌，倪虎，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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