在石油三采技術(shù)中聚合物溶液注入量的計(jì)量直接影響到采收率和成本 ,為了不破壞聚合物的分子結(jié)構(gòu) ,目前選用電磁流量計(jì)計(jì)量聚合物溶液流量。但是在應(yīng)用中電磁流量計(jì)出現(xiàn)較大的計(jì)量誤差現(xiàn)象。本文結(jié)合電磁流量計(jì)的原理 ,從結(jié)構(gòu)化學(xué)的角度分析了產(chǎn)生誤差的原因 ,并將初探解決的方法。電磁流量計(jì) (EMF)是一種計(jì)量導(dǎo)電液流流量的計(jì)量?jī)x表 。由于它具有一些優(yōu)良的特性, 因此成為應(yīng)用最為廣泛 、發(fā)展最為迅速的流量計(jì)種類 。但是電磁流量計(jì)的計(jì)量誤差是其致命的弱點(diǎn) ,總結(jié)現(xiàn)有的文獻(xiàn)和資料顯示 ,電磁流量計(jì)的誤差原因分為2類 :一類是由于安裝使用不當(dāng)造成的;另一類是電磁流量計(jì)自身結(jié)構(gòu)造成的 。本文提出了第 3類電磁流量計(jì)的誤差原因 :即被測(cè)溶液的分子磁化率性質(zhì)產(chǎn)生的電磁流量計(jì)計(jì)量誤差 。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí),在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢(shì) e。電流方向由右手定則確定,電動(dòng)勢(shì) e的大小與磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B、導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的長(zhǎng)度 L以及導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度 u成正比,如果 B、 L、u三者互相垂直,則:

        與此相同 ,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的均質(zhì)磁場(chǎng)中,垂直于磁場(chǎng)方向設(shè)置內(nèi)徑為 D的高磁阻管道, 當(dāng)導(dǎo)電液流在管道中以流速 u流動(dòng)時(shí) ,導(dǎo)電液流切割磁力線 。如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極則可以證明 ,只要管道內(nèi)流速軸對(duì)稱分布, 兩電極之間將產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì) :

        其中:u為管道截面上的平均流速 。由此得到管道的體積流量為:

　 上式說(shuō)明, 體積流量 qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e和測(cè)量管道內(nèi)徑 D成函數(shù)關(guān)系,與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B成反比。

 

        滿足公式(3)的條件是 B為常數(shù)量,如果磁場(chǎng) B發(fā)生了變化則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值也將發(fā)生變化。“磁屬性是一切物質(zhì)的必有屬性 ”(法拉第 )。物質(zhì)的磁性與原子、分子所組成的微觀結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。磁化率是物質(zhì)屬性中表示物質(zhì)磁化能力的物理量,它通過(guò)居里定律將物質(zhì)的宏觀性質(zhì) χM摩爾磁化率與微觀性質(zhì) μm 分子永久磁矩聯(lián)系起來(lái)。結(jié)構(gòu)化學(xué)中闡述 :“分子在磁場(chǎng)中如同電介質(zhì)在電場(chǎng)中發(fā)生極化一樣 ,將發(fā)生磁化現(xiàn)象 ”。將這種被外磁場(chǎng)作用的物質(zhì)稱為磁介質(zhì) 。磁介質(zhì)在外磁場(chǎng)的作用下發(fā)生磁化 、所產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)強(qiáng)度H″與外磁場(chǎng)強(qiáng)度 H' 是成正比的 。

        其中:κ稱為磁介質(zhì)的體積磁化率.磁介質(zhì)在外磁場(chǎng)的作用下發(fā)生了磁化現(xiàn)象 , 磁化后的磁場(chǎng) B等于外磁場(chǎng)強(qiáng)度 H' 與磁介質(zhì)發(fā)生磁化時(shí)自己所產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)強(qiáng)度 H″疊加的算術(shù)合。

所以 B=H'+κH'=H' (1 +κ)=μH' (5)

 

        μ表示磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率.

        上式說(shuō)明磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度是體積流量的函數(shù);而磁場(chǎng)強(qiáng)度 B是隨著液相物質(zhì)的磁化率和磁導(dǎo)率的性質(zhì)不同而變化的.

 

        在結(jié)構(gòu)化學(xué)中磁化率是用摩爾分子磁化率 xm表示的,即 :