顯示采用流量計(jì)和執(zhí)行器控制液體流速的基本過程控制系統(tǒng)。在zui低的水平處，諸如溫度、流速和氣體濃度等過程變量通過輸入模塊監(jiān)控，該模塊通常是可編程邏輯控制器(PLC)的一部分。這些信息由比例-積分-微分(PID)環(huán)路在內(nèi)部處理。PLC利用這些信息來設(shè)置輸出，控制穩(wěn)態(tài)過程。過程數(shù)據(jù)、診 斷和其他信息可向上傳遞至操作層，而命令、參數(shù)和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可向下傳遞至傳感器和執(zhí)行器。

測量和控制液體流速的基本系統(tǒng)

采用多種不同技術(shù)測量流速，包括差壓、科氏力、超聲和電磁等。zui常用的是差壓流量計(jì)，但它們對系統(tǒng)中的壓力變化較為敏感?？剖狭髁坑?jì)具有zui高的精度(高達(dá) 0.1%)，但它們體積較大且成本高昂。超聲流量計(jì)通常體積較小、成本較低，但精度有限(典型值為 0.5%)。超聲流量計(jì)采用無創(chuàng)測量技術(shù)， 提升可靠性的同時(shí)zui大程度減少了隨時(shí)間變化的檢測要素的影響，但無法用于臟水或遭到污染的液體。

電磁流量計(jì)也能提供無創(chuàng)檢測。這些設(shè)備可用于酸性、堿性和離子液體——這些液體的電導(dǎo)率范圍為 10 S/m至 10–6 S/m，并且可以是干凈、骯臟、腐蝕性、侵蝕性或粘性的液體或漿體，但不適用于碳?xì)浠衔锘驓怏w流量測量。它們能夠針對直徑小至大約 0.125 英寸、zui大容量為 10 立方英尺的低流速和高流速提供相對較高的系統(tǒng)精度(0.2%)，并且哪怕在更低的流速下也能保持讀數(shù)的可重復(fù)性。它們可以測量雙向流量，即上游或下游。

雙向流量測量

電磁流量計(jì)采用法拉第電磁感應(yīng)定律，該定律指出，在磁場中移動(dòng)的導(dǎo)體將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。液體可看作導(dǎo)體；磁場由流管外的通電線圈產(chǎn)生。感應(yīng)電壓幅度直接與導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度和導(dǎo)體類型、流管直徑以及磁場強(qiáng)度成正比。

法拉第定律在數(shù)學(xué)上可以表示為：E = kBLV

其中，V表示導(dǎo)電流體的運(yùn)動(dòng)速度；B表示磁場強(qiáng)度；L表示拾取電極之間的間距；E表示電極兩端測得的電壓；k為常數(shù)。B、L和k可以是固定值，也可以進(jìn)行校準(zhǔn)，從而等式簡化為：E ∝ V。

流過勵(lì)磁線圈的電流產(chǎn)生受控磁場。勵(lì)磁波形是電磁流量計(jì)的一個(gè)重要方面，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)使用多種類型，包括低頻矩形波、電力線頻率正弦波、雙頻波和可編程脈沖寬度。表2 顯示各種傳感器線圈的勵(lì)磁波形。
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