環(huán)形同心電極變送器
環(huán)形同心電極變送器
這是一款為測量核反應(yīng)堆一次回路重水流量而設(shè)計制造的。這種變送器既沒有通常變送器所具有的一對點狀電極，也沒有激磁線圈。其結(jié)構(gòu)如圖3-47所示。

這種變送器外形如同一段鋼管，它既是外殼，又是測量管。鋼管用高導(dǎo)磁材料制成，對外磁場起屏蔽作用。管內(nèi)襯以絕緣襯里，管壁中段有一寬度為l、半徑為b的圓筒形電極，管軸上有半徑為a的圓筒形電極。管形電極的軸心有一根導(dǎo)線，導(dǎo)線與管形電極之間是電絕緣的。當(dāng)軸向?qū)Ь€通以電流后，便在鋼管內(nèi)產(chǎn)生一個環(huán)形交流磁場，各點的磁感應(yīng)強度B與該點的徑向位置r成反比。流體流經(jīng)測量管切割磁力線時，在r方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由兩個圓筒形通信電極檢出。根據(jù)理論上的推導(dǎo)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e為：

式中：a為內(nèi)電極半徑；
b為外電極半徑；
c為自由空間分流因數(shù)；
I為軸向電流；
V為體積流量。
圖3-48為φ3"的變送器與電路方框圖。通過軸向電流的導(dǎo)線是Φ1/8"的紫銅棍，它裝在1/4"外徑的不銹鋼管子里。在不銹鋼管與紫銅棍之間的環(huán)形空隙中，充以瓷粉，然后彎制成一定的形狀，并焊在鋼管一定的位置上。當(dāng)導(dǎo)線通以很大的電流，直至紫銅由于發(fā)熱而開始呈暗紅色時，絕緣電阻仍要大于10⁶Ω。線路部分分電源和測量兩部分。電源部分有振蕩器和功率放大器組成，能供給變送器頻率為10~150赫茲、電流大100安培的軸向電流。由于輸出信號較弱，線路的放大部分采用鎖定式放大器。它帶有的相敏檢測電路能抑制頻率或相位不符合流量信號的干擾成分，一只阻值很小的精密分流電阻串聯(lián)在磁路電路中，提供鎖定式放大器所需的參比信號。

這種流量計曾用來測量電阻率為5*10⁵~3*10⁷Ω.cm、經(jīng)蒸餾和處理過的水，其效果與測量酸堿度PH值為7~10.5的導(dǎo)電介質(zhì)一樣。另外，還試驗用來測量低壓直至高溫高壓的水，除非出現(xiàn)難以克服的材料問題，都很成功。