Sejarah meter aliran elektromagnet

Pengenalan kepada Pengukur Aliran Elektromagnet

Mengukur aliran menggunakan prinsip aruhan elektromagnet adalah salah satu kaedah yang paling biasa di antara banyak kaedah pengukuran aliran. Ia boleh mengukur halaju aliran dan kadar aliran cecair konduktif dalam pelbagai bentuk saluran aliran dan merupakan aplikasi hukum aruhan elektromagnet Faraday. Meter aliran elektromagnetik adalah instrumen yang digunakan secara meluas dan berpatutan.

Penemuan Aruhan Elektromagnet

Undang-undang aruhan elektromagnet telah ditemui oleh ahli fizik British Faraday pada tahun 1831. Hukum aruhan elektromagnet Faraday menyatakan bahawa apabila konduktor memotong garisan daya magnet dalam medan magnet, daya gerak elektrik teraruh berserenjang dengan arah medan magnet dan arah medan magnet. pergerakan konduktor akan teraruh pada kedua-dua hujung konduktor. Magnitud daya gerak elektrik teraruh adalah berkadar dengan keamatan aruhan magnet dan kelajuan pergerakan.

Eksperimen Pengukur Aliran Elektromagnet Pertama

Pada tahun 1832, Faraday meletakkan dua batang logam sebagai elektrod pada kedua-dua belah Jambatan Waterloo Sungai Thames di tempat yang berserenjang dengan arah aliran air dan ke arah medan geomagnet. Ini adalah percubaan meter alir elektromagnet pertama di dunia. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh tindak balas elektrokimia, kesan termoelektrik, dsb., isyarat yang diukur adalah palsu, dan isyarat kadar aliran telah dilitar pintas oleh dasar sungai. Di samping itu, disebabkan oleh keterbatasan keadaan pengukuran pada masa itu, dia gagal. Nasib baik, pada tahun 1851, beliau melihat kejayaan Wollsaton dan lain-lain dalam mengukur pasang surut Selat Inggeris menggunakan kaedah aruhan elektromagnet.

Faraday menemui hukum aruhan elektromagnet

Perkembangan Awal dalam Pengukur Aliran Elektromagnet

Pada tahun 1917, Smith dan Spirean memperoleh paten untuk penerapan prinsip aruhan elektromagnet untuk mengeluarkan meter kelajuan kapal, dan mengesyorkan penggunaan pengujaan AC untuk mengatasi kesan polarisasi air, sekali gus membuka aplikasi meter arus elektromagnet dalam oseanografi. .

Kemajuan dan Sumbangan Teori

Pada tahun 1930, Williams membuat aliran larutan kuprum sulfat dalam tiub bulat bukan konduktif yang diletakkan dalam medan magnet DC. Voltan DC antara dua elektrod tiub bulat adalah berkadar dengan kadar aliran. Peranti ini menjadi meter aliran elektromagnet yang mudah. Williams menggunakan kaedah matematik untuk menganalisis pengaruh taburan halaju aliran dalam tiub bulat pada pengukuran buat kali pertama, dan mencadangkan teori bahawa taburan halaju aliran simetri kepada paksi pusat tiub tidak menjejaskan ketepatan pengukuran meter aliran elektromagnet. Walaupun analisisnya salah secara matematik, teori asas meter aliran elektromagnet telah ditubuhkan sejak itu.

Aplikasi Biologi dan Kemajuan Selepas Perang

Sekitar tahun 1932, berdasarkan cadangan Fabre, ahli biologi Willams dan A. Colin berjaya menggunakan meter aliran elektromagnet untuk mengukur dan merekod aliran darah arteri serta-merta.

Selepas Perang Dunia II, industri tenaga atom berkembang pesat, yang membolehkan pengukuran magnet kekal logam cecair, dan meter aliran elektromagnet telah dibangunkan dan digunakan. Walau bagaimanapun, disebabkan teknologi elektronik yang mundur pada masa itu, bidang aplikasinya tidak dapat dikembangkan kepada industri umum.

Penggunaan Industri dan Pengembangan Global

Pada tahun 1950, Belanda pertama kali menggunakan meter aliran elektromagnet buburan untuk mengukur aliran lumpur pada kapal korek. Kemudian, meter aliran elektromagnet telah digunakan dalam pengeluaran perindustrian am di Amerika Syarikat.

Pada tahun 1955, Hokushin Electric dan Yokogawa Electric dari Jepun memperkenalkan produk meter aliran elektromagnet dari Fischer & Porter dan Foxboro dari Amerika Syarikat. Selepas penghadaman berterusan, penyerapan dan penambahbaikan, meter aliran elektromagnet mereka tidak lama lagi menjadi maju di dunia. Sekitar tahun 1955, bekas Kesatuan Soviet, Britain dan Jerman juga berjaya menghasilkan meter aliran elektromagnet.

Analisis Matematik dan Kematangan Teknologi

Pada awal 1960-an, JA Shercliff menyelesaikan analisis matematik meter aliran elektromagnet dengan medan magnet seragam tak terhingga oleh A. Kolin dan pendahulu lain.

Analisis matematik halaju aliran di bawah medan magnet seragam panjang terhingga dan teori fungsi berat mendedahkan ciri-ciri mikroskopik daya gerak elektrik teraruh, yang menjadikan meter aliran elektromagnet mempunyai teori asas yang sistematik. Pada masa yang sama, di bawah keadaan perkembangan pesat industri elektronik dan peningkatan berterusan tahap automasi industri, meter aliran elektromagnet telah bertambah baik dan matang secara beransur-ansur, dan berkembang menjadi meter aliran dengan prestasi cemerlang, yang telah meluas secara meluas. digunakan dalam industri.

Dari akhir 1960-an hingga pertengahan 1970-an, dengan kajian mendalam tentang fungsi berat tiga dimensi, meter aliran elektromagnet dengan medan magnet pengedaran berwajaran muncul, yang memendekkan panjang medan magnet terhad dan meningkatkan ketidakpekaan pengukuran terhadap halaju aliran. pada tahap tertentu. Pada masa yang sama, ia juga kondusif untuk memudahkan pembuatan meter aliran dan mengurangkan kos. Hasil penyelidikan fungsi berat tiga dimensi mempunyai kepentingan panduan yang signifikan untuk pembangunan meter aliran elektromagnet dalam tempoh ini. Disebabkan oleh perkembangan pesat litar bersepadu dalam tempoh ini dan keperluan prestasi yang lebih tinggi untuk instrumen pengukuran aliran yang dikemukakan oleh krisis tenaga dunia, teknologi baharu pengujaan gelombang segi empat tepat frekuensi rendah telah muncul. Meter aliran elektromagnet pengujaan gelombang segi empat tepat frekuensi rendah menumpukan kelebihan meter aliran pengujaan AC dalam menekan gangguan polarisasi dalam isyarat medan magnet DC dan mengurangkan komponen isyarat gangguan aruhan elektromagnet yang terkandung dalam isyarat meter aliran medan magnet AC. Ia meningkatkan kestabilan sifar, kepekaan dan ketepatan pengukuran meter alir, mengurangkan penggunaan kuasa, menyelesaikan masalah kebolehtukaran, dan membentuk klimaks dalam pembangunan meter alir elektromagnet.

Kemajuan dan Aplikasi Kontemporari

Sejak 1980-an, perkembangan pesat mikroelektronik dan teknologi komputer telah menjadikan teknologi pembuatan meter aliran elektromagnet lebih matang dan sempurna, dan bidang aplikasinya telah diperluaskan lagi. Meter aliran elektromagnet kontemporari menggunakan teknologi mikrokomputer cip tunggal dan kaedah pemprosesan digital untuk terus meningkatkan ketepatan pengukuran dan prestasi meter aliran elektromagnet, dan boleh menggunakan sepenuhnya kelebihan komputer dalam keupayaan penyimpanan maklumat, pemprosesan perkongsian masa, pengiraan dan kawalan. Oleh itu, adalah agak mudah untuk merealisasikan fungsi tambahan seperti pengukuran dua hala, pengesanan paip kosong, pensuisan automatik berbilang julat, dialog manusia-komputer, komunikasi dengan komputer hos, dan diagnosis diri. Generasi baharu meter aliran elektromagnet dengan protokol HART dan bas medan lain menyediakan pengguna dengan syarat untuk merealisasikan kawalan dan pengurusan pengeluaran bas medan yang serba baharu. Oleh itu, meter aliran elektromagnet bersepadu, dua wayar, kalis letupan, tekanan tinggi dan berkemampuan komunikasi menjadi semakin popular dalam kawalan automatik proses pengeluaran perindustrian seperti kimia, petroleum, keluli dan metalurgi.

Teknologi Baru Muncul dan Hala Tuju Masa Depan

Dengan pengembangan medan aplikasi, pelbagai instrumen dan sistem pengukuran isipadu cecair konduktif baharu menggunakan kaedah aruhan elektromagnet telah muncul, seperti meter aliran elektromagnet kapasitif yang boleh mengukur kekonduksian rendah,
Meter aliran elektromagnet paip separa penuh untuk mengukur saliran graviti, meter aliran elektromagnet tenggelam untuk pengukuran saluran terbuka, meter aliran elektromagnet dan meter aliran elektromagnet sisipan yang boleh mengukur halaju aliran titik dalam saluran terbuka dan paip berdiameter besar, dan sistem pengukuran saluran terbuka yang terdiri daripada aliran elektromagnet. kaedah aras air halaju, dsb.

Pembangunan Pengukur Aliran Elektromagnet di China

China mula membangunkan meter aliran elektromagnet seawal akhir 1950-an, dan Shanghai Guanghua Instrument Factory mula menyediakan produk kepada masyarakat pada awal 1960-an. Pada tahun 1967, Institut Penyelidikan Instrumen Automasi Perindustrian Shanghai, Kilang Instrumen Guanghua Shanghai, Kilang Instrumen Kaifeng, Kilang Instrumen Automasi Tianjin No. 3, dll. mengambil bahagian dalam reka bentuk bersatu nasional meter aliran elektromagnet yang dianjurkan di Institut Penyelidikan Instrumen Automasi Perindustrian Shanghai. Walaupun masanya singkat, semua orang membuat sumbang saran dan meningkatkan pemahaman tentang meter aliran elektromagnet. Dalam masa kurang daripada setahun, satu siri meter aliran magnetik China telah direka dan dibangunkan. Lebih penting lagi, reka bentuk meter alir elektromagnet nasional yang bersatu ini meletakkan asas bagi pembangunan meter alir elektromagnet seterusnya di China dan memupuk bakat.

Kemajuan dan Kemajuan Teknologi China

Pada pertengahan 1970-an, dipengaruhi oleh negara-negara perindustrian maju, penyelidikan mengenai teori meter alir elektromagnet di China juga memasuki klimaks. Pada bulan Jun 1975, ahli fizik terkenal, Profesor Wang Zhuxi dan Profesor Zhao Kaihua dari Universiti Peking telah dijemput oleh banyak faktor meter aliran magnetik China yang terkenal untuk menjalankan analisis matematik yang ketat tentang teori fungsi berat meter aliran elektromagnet dan memberi kuliah, yang membawa kepada aktif. penyertaan banyak universiti seperti Universiti Sains dan Teknologi Huazhong, Universiti Sains dan Teknologi Timur Laut, dan Universiti Jiaotong Shanghai dalam penyelidikan teori meter alir elektromagnet dan pembangunan produk meter alir elektromagnet medan magnet teragih berwajaran negara saya.

Status Semasa dan Prospek Masa Depan

Meter aliran elektromagnet China adalah salah satu produk berteknologi tinggi yang telah mengambil jalan pembaharuan lebih awal dan lebih berjaya, memperkenalkan teknologi canggih asing dan mewujudkan usaha sama dengan perusahaan maju asing. Ini bukan sahaja telah membolehkan perusahaan pengeluaran meter aliran elektromagnet tulang belakang berkembang pesat, tetapi juga memacu kemajuan teknologi perusahaan kecil dan sederhana lain yang menghasilkan meter aliran elektromagnet. Pada masa ini, pengeluaran meter alir elektromagnet negara saya pada asasnya berdasarkan pengujaan gelombang segi empat tepat frekuensi rendah, dan secara beransur-ansur memasuki era medan magnet berwajaran dan meter alir pintar. Saiz penderia meter aliran magnet berjulat dari 3mm hingga 3000mm, dan ketepatan pengukuran berada dalam julat ±0.3%R atau ±1%FS. Bilangan pengeluar meter aliran eletromagnetik china telah berkembang daripada 4 pada awal 1980-an kepada kira-kira 30 pada masa ini; pengeluaran telah meningkat daripada kurang daripada 1,000 set setahun kepada hampir 30,000 set setahun hari ini. Sama ada dari segi tahap teknologi pembuatan, keupayaan pembangunan atau pembangunan pasaran, jurang antara meter aliran elektromagnet China dan tahap lanjutan dunia semakin mengecil dengan cepat.

China merumuskan piawaian industri meter alir elektromagnet pada tahun 1980. Dengan perkembangan dan kemajuan teknologi, ia telah disemak pada tahun 1999 dan menerima pakai piawaian antarabangsa ISO (ISO 9104:

Piawaian kebangsaan GB/T 18659-2002 [Kaedah untuk menilai prestasi meter aliran elektromagnet untuk mengukur aliran cecair konduktif dalam paip tertutup] dan GB/T 18660-2002 [Kaedah untuk menggunakan meter aliran elektromagnet untuk mengukur aliran cecair konduktif dalam paip tertutup] telah diisytiharkan. Ini akan membolehkan meter aliran elektromagnet China untuk mengikuti piawaian antarabangsa pada masa hadapan dan mewujudkan keadaan untuk pembangunan meter aliran elektromagnet China.