電磁流量計 是根據法拉(lā)弟電(diàn)磁感應(yīng)定律爲原理(lǐ)進行(háng)流量測量的(de)儀表。電磁流量計隻有(yǒu)管道村裏和測量電極與(yǔ)被測(cè)介質接(jiē)觸,隻要(yào)選擇(zé)合(hé)适的村(cūn)裏和電極材料,幾乎(hū)可以測量(liàng)一切導電流體(tǐ)的流量(liàng),由于傳(chuán)感器(qì)内沒有任何活動部件和(hé)阻流部件,尤其(qí)适合測量(liàng)污水(shuǐ)、泥漿等含(hán)雜質(zhì),顆粒(lì)和(hé)液固二(èr)相物質的介質(zhì)。因此,電磁流量(liàng)計可應用(yòng)于石(shí)油、化工、污水處(chù)理、水(shuǐ)力、電力等(děng)各領(lǐng)域(yù)的流量(liàng)測量。本文僅對(duì)電磁流量計的測量(liàng)原理(lǐ)和勵磁頻(pín)率對(duì)測量的影響進行分(fèn)析、探讨,并結合(hé)實例述選(xuǎn)擇合适測(cè)量(liàng)頻率的(de)重要性(xìng)。
1、電(diàn)磁流量計(jì)的組成和(hé)測量原理
1.1電磁(cí)流量計(jì)的(de)組成
　　電磁(cí)流量(liàng)計由(yóu)電磁(cí)流(liú)量(liàng)傳感(gǎn)器和電磁(cí)流量(liàng)轉換(huàn)器兩(liǎng)部(bù)分(fèn)組成,如圖(tú)所示(shì),電磁流(liú)量傳感(gǎn)器安裝在工藝管(guǎn)道(dào)上,用(yòng)來将(jiāng)介質的流(liú)量變換成感(gǎn)應(yīng)電壓信号。電磁流量(liàng)轉換器向傳感(gǎn)器(qì)提供産生磁(cí)場的(de)勵磁電流(liú),接受(shòu)感應(yīng)電壓信号,将流量信号放大,處理井(jǐng)轉換(huàn)成統一的(de)、标準的(de)電信号(電流(liú),電壓、頻率)以及數字信号,液晶顯(xiǎn)示瞬時(shí)流量和累積流(liú)量

2、電(diàn)磁流量計(jì)的工(gōng)作原理(lǐ)
　　電(diàn)磁流(liú)量計(jì)是根據法(fǎ)拉弟電磁(cí)感(gǎn)應(yīng)定律的原(yuán)理制(zhì)造的(de),即導體在(zài)磁場(chǎng)中做切割(gē)磁力線運動,導(dǎo)體兩端(duān)産生感(gǎn)生電動勢(shì),感生(shēng)電動(dòng)勢的大小(xiǎo)與磁場的(de)磁感應強度(dù)成正比(bǐ),與導體的長度成正比(bǐ),與導體(tǐ)的運動速(sù)度成(chéng)正比。
e=klub         (1)
式中:e:感生(shēng)電動勢k:比(bǐ)例系數l:導體的長度(dù);u:導體的運動速(sù)度,b:磁場的磁感(gǎn)應強度。

1.電磁流(liú)量轉(zhuǎn)換器2.感應(yīng)信号傳輸線3.勵(lì)磁信号傳輸線(xiàn)4.傳感(gǎn)器(qì)村裏5.平(píng)衡電(diàn)極6.勵磁線(xiàn)圈7.信号電(diàn)極8.傳感器測量管9.安裝法蘭對于圓(yuán)形測(cè)量管(guǎn),流過(guò)的體積(jī)流量爲(wèi):
qv=π/4d2u          (2)
根據(jù)式(1)和(hé)(2),則流(liú)過圓形測(cè)量管的體(tǐ)積流(liú)量爲(wèi):
qv=π/4d2?/klb           (3)
當測(cè)量管幾何形狀一定、磁場的磁感應(yīng)強度(dù)一定(dìng)時:
d=1;
令k*π/4d /kb=則:
qv=ke         (4)
即(jí):電磁流量(liàng)計的體積(jī)流量(liàng)與感(gǎn)應電(diàn)動勢(shì)成正比(bǐ)。
3、勵磁方式分(fèn)析
　　電(diàn)磁流量計(jì)的勵(lì)磁方式決(jué)定着電(diàn)磁(cí)流量(liàng)計的抗幹(gàn)擾能力(lì)大小和零點(diǎn)穩定性能的(de)好壞。電磁流(liú)量計(jì)的勵磁(cí)方(fāng)式大(dà)緻可分(fèn)爲(wèi):直流(liú)勵(lì)磁(cí)、交流勵磁(cí)、低頻(pín)矩形(xíng)波勵磁等。
3.1直流勵磁(cí)
　　直流勵磁(cí),即由(yóu)水磁(cí)鐵或恒定(dìng)直流電流勵磁(cí)産生(shēng)的磁場這種磁(cí)場産(chǎn)生的(de)流量信号是直(zhí)流電壓(yā)信号,幾(jǐ)乎沒(méi)有(yǒu)電(diàn)磁感(gǎn)應的(de)幹擾産生(shēng),直流信号(hào)電壓(yā)容易使(shǐ)流過測(cè)量管的(de)導電介(jiè)質(zhì)極化,在測量(liàng)電極(jí)上産(chǎn)生極(jí)化電壓,造(zào)成量(liàng)的不穩定。
3.2交流(liú)助磁(cí)
　　交流勵磁(cí)通常(cháng)是指使用(yòng)50h或)60hz)正弦波的工(gōng)頻市電勵磁的傳感器這(zhè)種勵(lì)磁方式能降低(dī)電解質液(yè)體對(duì)電極(jí)的極化作(zuò)用,因而大大地(dì)降低了(le)漂移直(zhí)流幹擾對測量的(de)影響。交流勵(lì)磁zui大的缺(quē)點(diǎn)是由于(yú)電磁感應(yīng)造成的(de)正交幹擾和(hé)同(tóng)相幹擾(rǎo)它們影(yǐng)響流量(liàng)計測(cè)量線性度和零點的穩定性。
3.3任頻矩形波(bō)磁
　　低(dī)頻(pín)矩(jǔ)形波勵磁是指使用(yòng)頻率爲工(gōng)頻(pín)的整數倍分之一(yī)的矩形波作爲勵磁(cí)頻(pín)率的傳(chuán)感器(qì)。勵磁頻率(lǜ)通常爲工頻的1/8-1/32。
低頻矩形波勵(lì)磁具(jù)有能夠克服直流勵磁存在極化電壓大(dà)的優點,又有避(bì)免交流勵(lì)磁存(cún)在電磁感(gǎn)應幹(gàn)擾引起正交幹(gàn)擾和間相(xiàng)幹擾的優(yōu)點,是兼顧直流勵磁(cí)和交流勵(lì)磁兩者優(yōu)點的一種(zhǒng)勵磁(cí)方式(shì)但當用低(dī)頻矩形波勵磁(cí)流量(liàng)計(jì)測量漿液流體時(shí),會産生“漿液(yè)噪聲”或(huò)“尖狀幹擾”。這種(zhǒng)幹擾(rǎo)會(huì)使測量(liàng)信号(hào)輸出有較大的波動(dòng),嚴重影響測量(liàng)。
　　當流(liú)體中的固體顆(kē)粒或纖(xiān)維磨擦電極會形(xíng)成一(yī)種波形呈(chéng)尖狀(zhuàng)的幹(gàn)抗,習慣稱作“尖狀(zhuàng)幹擾”,圖(tú)3-1可以說明這(zhè)種(zhǒng)幹擾的形(xíng)成,金(jīn)屬在電解質中(zhōng)腐蝕的現象告訴我們(men),電極爲(wèi)了抗(kàng)拒電解質(zhì)的腐(fǔ)蝕,往(wǎng)往在與流(liú)體開始接(jiē)觸時,其表面先形(xíng)成(chéng)一種博的(de)氧化(huà)膜(mó)。在形成(chéng)氧化(huà)膜的(de)過程中,金(jīn)屬與電解質之間産(chǎn)生極高(gāo)的極化電壓(yā),如果兩電(diàn)極的材質(zhì)和表面狀态完全相(xiàng)同,金(jīn)屬與(yǔ)電解(jiě)質之(zhī)間的極化(huà)電壓(yā)成爲極性相(xiàng)同,幅度(dù)相(xiàng)等的共(gòng)模幹擾電壓。當(dāng)流體(tǐ)中的固體(tǐ)顆粒或纖維摩(mó)擦或(huò)撞擊電極(jí)表面(miàn),把電極表(biǎo)面薄層(céng)氧(yǎng)化膜拉破(pò)或生成劃(huà)痕,傷破的氧化(huà)膜需要(yào)重新形(xíng)成在(zài)重(zhòng)新(xīn)形成氧化膜的過程(chéng)中,電極對(duì)液體間的(de)極化(huà)電壓(yā)将發生突(tū)變(biàn)。如(rú)果兩個電極材(cái)質,結(jié)構、表(biǎo)面狀(zhuàng)态存在差(chà)異,所(suǒ)産(chǎn)生的極(jí)化共模幹擾變爲差(chà)模幹擾,于是就(jiù)出現了流量計(jì)測量(liàng)輸出(chū)的大(dà)幅度波動(擺動(dòng))。

　　以上分析說(shuō)明(míng),固液兩相(xiàng)流測(cè)量時對“漿液噪(zào)聲”問題,需要從(cóng)勵磁(cí)頻率的選(xuǎn)擇上(shàng)去解決針(zhēn)對低頻矩(jǔ)形波勵磁電磁流量(liàng)計的(de)這(zhè)一缺點,電磁(cí)流量計利(lì)用現代先(xiān)進的單片機技術,設計了一(yī)種可控(kòng)頻率的智能化(huà)電磁流量轉換(huàn)器。電磁流量(liàng)轉(zhuǎn)換器時(shí)通(tōng)過程(chéng)序設計了鍵盤(pán)控制的三種不同的(de)勵磁頻率(lǜ),勵磁頻率分(fèn)别(bié)6.25hz、12.5hz和25.0hz。在(zài)實際(jì)應用(yòng)中可根(gēn)據不同(tóng)的介(jiè)質情況,設(shè)置不同的(de)勵磁(cí)頻率(lǜ)。
　　電磁流量傳感器的(de)原理框圖(tú)如上:此設(shè)計在(zài)實際應用中取得了非常(cháng)明顯的效果(guǒ)。
4、實例
(1)口(kǒu)徑(jìng)爲(wèi)dn80電磁(cí)流量計(jì),測量介(jiè)質爲(wèi)石(shí)灰漿,量程100m3/h,出(chū)廠使用的(de)勵磁頻率(lǜ)爲(wèi)6.25hz。
(當(dāng)時勵磁頻率還不可(kě)通(tōng)過(guò)鍵盤(pán)設置),安裝後用(yòng)水調試時(shí),僅表(biǎo)運行正常,當(dāng)測(cè)量工藝介質石(shí)灰漿(jiāng)時,儀表輸出跳(tiào)動非(fēi)常嚴(yán)重,從80m3h到(dào)120m3/h,儀(yí)表無(wú)法使(shǐ)用。
　　在現場(chǎng)詳細了解(jiě)了介(jiè)質工藝情(qíng)況後(hòu),得知介質(zhì)中含(hán)有大量的顆粒(lì),爲典型的液固(gù)兩相介質,在仔(zǎi)細分析儀表本(běn)身運(yùn)行情況後(hòu)确(què)認(rèn)儀表(biǎo)工作(zuò)正常,經過研究認爲儀表(biǎo)輸出波動應(yīng)爲(wèi)兩相(xiàng)介質(zhì)中的(de)固态顆粒引起(qǐ),爲了(le)解決(jué)這(zhè)一(yī)問題,對轉換(huàn)器(qì)的單片機(jī)軟件進行了修改,增(zēng)加了(le)12.5hz和25hz兩個(gè)頻率,同(tóng)時增加了勵磁(cí)頻率的鍵(jiàn)盤控(kòng)制,現場采用25hz的(de)勵磁頻率(lǜ),對儀(yí)表重(zhòng)新标(biāo)定後(hòu),儀表運行(háng)相當穩定(dìng),問題(tí)得到了解決(jué)。
(2)口徑從(cóng)dn25-dn200電磁流量計,其(qí)中dn200用(yòng)于測(cè)量有(yǒu)較多固(gù)體物質(zhì)的水煤灰漿液(yè),在測(cè)量時(shí)同樣(yàng)出現輸出波動(dòng)現象,出庫時設(shè)置的勵磁(cí)頻率(lǜ)默認(rèn)值爲(wèi)6.25hz,用戶通過電話反映了具(jù)體現象後(hòu),建議用戶(hù)現場(chǎng)通過(guò)鍵盤将(jiāng)勵磁頻度設(shè)置爲(wèi)12.5hz,更改設(shè)置後,儀(yí)表輸出穩定,運(yùn)行正常。
5、小結
　　通(tōng)過以上對(duì)電磁(cí)流量(liàng)計勵(lì)磁頻(pín)率的(de)分(fèn)析和實(shí)例分(fèn)析可(kě)以看(kàn)出,電磁流(liú)量計(jì)的勵磁頻(pín)率對(duì)液固兩相介質的測(cè)量(liàng)具(jù)有非(fēi)常嚴重的(de)影響(xiǎng),隻有選擇合适(shì)的勵磁方(fāng)式和(hé)勵磁頻率(lǜ),儀表(biǎo)才能得(dé)到滿意(yì)的測量結(jié)果,現(xiàn)在出現了(le)所謂(wèi)的三(sān)值勵磁技(jì)術和雙(shuāng)頻(pín)勵磁(cí)技術,但(dàn)每種勵(lì)磁方式都有各(gè)自的優(yōu)缺(quē)點,我(wǒ)們相信(xìn)随(suí)着(zhe)現代單片機技術(shù)和儀表(biǎo)智(zhì)能化(huà)技術(shù)的(de)發展,一定會有(yǒu)更完善、先進的勵磁方(fāng)式出現。

以上内(nèi)容源于網絡，如有侵權(quán)聯(lián)系即(jí)删除!