[摘要] 電磁(cí)流量計 以其(qí)優良的性能(neng)廣泛應用于(yu)各行各業，但(dàn)是由于其原(yuan)理💰特性，尤其(qi)是勵磁電流(liu)的存在，限制(zhi)了其在煤礦(kuang)、選礦等安🙇‍♀️全(quan)要求較高場(chang)所的應用。本(běn)文介紹一種(zhǒng)礦用防爆電(dian)磁流量計 的(de)本質安全勵(li)磁電路.
1.引言(yán)
　　在測流儀表(biǎo)行業，電磁流(liú)量計具有精(jīng)度高、穩定性(xìng)好、量程比寬(kuān)、無壓損等優(you)點，廣泛應用(yòng)于石油、化工(gōng)、冶金、電力、給(gěi)排水等領域(yu)。然而，由于煤(méi)礦安全性的(de)特殊要🍉求，目(mù)前⛱️可用于煤(mei)礦井下的電(dian)磁流量計在(zài)國内尚屬空(kong)白。
2.電磁流量(liang)計工作原理(li)
　　電磁流量計(ji)根據法拉第(dì)電磁感應定(dìng)律工作，測量(liang)管内無阻♈流(liú)部件，用于測(cè)量單相或多(duo)相導電流體(ti)流量。當導電(dian)流體在磁場(chang)🔅中運動時，将(jiang)在流體兩側(ce)☁️産生感應電(dian)勢♻️，其大小與(yu)流速成正比(bǐ)，據此可測流(liú)量值，如圖🐪1所(suǒ)示。

據電(dian)磁感應定律(lǜ):導電流體在(zài)磁場中切割(ge)磁力線時，産(chan)生感應電動(dòng)勢的大小爲(wèi):
U=BDV:
B一磁場密度(du)(T)
D一管徑(m)
V一流(liu)速(m/s)
流體流量(liàng)爲:
Q=3600XVxSm/h
式中:S一管(guan)道截面積(m°)
則(ze):
Q=3600XUXS/(BD)m%/h
　　其中B、D、S爲常量(liàng)，流量與感應(yīng)電動.勢U成正(zhèng)比關系，因此(cǐ)，測得感應電(dian)動勢U,即可得(de)到流體流量(liàng)。
　　由此可見，電(diàn)磁流量計正(zheng)常運行需要(yao)有穩定的磁(ci)場，而磁場正(zheng)是靠傳感器(qi)線圈内的勵(lì)磁電流來産(chǎn)生的。勵磁線(xian)圈如圖2所示(shì)🔴。

　　一對(duì)線圈對稱安(ān)裝在傳感器(qi)正對的兩側(cè)，以産生均勻(yún)的磁場，傳感(gan)器剖面圖如(rú)圖3所示

3.礦用儀表(biǎo)的安全性要(yào)求
　　對于礦用(yong)電氣産品，其(qi)防爆安全性(xing)至關重要。目(mu)前，我國防爆(bào)電氣産品的(de)類型主要以(yi)隔爆型和本(ben)質✨安全型爲(wei)主;并且隻有(yǒu)本安.設備能(néng)夠用在0區危(wei)險場所[]。礦用(yong)本質安全型(xíng)💔産品要做本(běn)質安全性能(neng)檢驗，其中本(běn)安火花試驗(yan)是最重要的(de)檢驗🔴項目之(zhi)一。當電路發(fa)生通斷時，會(hui)以火花形式(shì)釋放能量。能(neng)量大于某一(yi)臨界值時，便(biàn)會點燃爆炸(zhà)性氣體混合(hé)物🌈，從而引發(fā)爆炸。本安設(shè)計就是要控(kong)制電路産生(sheng)的電🈲火花能(neng)量，從而實現(xiàn)電路的本質(zhi)安全🎯。本質安(an)全電路要求(qiú)⛷️在正常工作(zuo)和故障狀态(tai)下都必須是(shì)安🛀全的，所産(chǎn)生的電火花(huā)均不足以點(diǎn)燃周圍環境(jing)中的爆炸性(xìng)混合氣體。
4.電(diàn)磁流量計本(běn)安勵磁電路(lu)
　　電磁流量計(jì)傳感器勵磁(ci)電流是産生(shēng)電火花的危(wēi)險源，電磁流(liú)❗量計要用于(yu)井下，首先得(dé)勵磁電路達(da)到本質安全(quán)要求。
　　電磁流(liú)量計傳感器(qi)電氣部分由(you)2個線圈組成(cheng)，如圖4.

　　其電參數(shù)主要是電阻(zu)和電感，電阻(zu)值爲40-600(兩線圈(quan)串聯)，電感量(liang)爲🤟100-300mH，其中電感(gǎn)量是危險源(yuán)所在。當電流(liu).流過電感線(xiàn)✉️圈時，在線圈(quan)内部會産生(sheng)磁場，磁場貯(zhù)存能量，當電(diàn)路斷🥵開時，儲(chu)存在線圈中(zhong)的能量就會(hui)以🌈火花的形(xing)🔞式釋放出💘來(lái)，應此必💰須吸(xi)收或❄️洩放線(xian)圈的貯能才(cai)能💋達到本安(an)的要求。
　　在線(xiàn)圈兩端并聯(lian)緒流支路，以(yi)洩放線圈儲(chǔ)存的磁場🈲能(néng)，降✌️低通斷時(shi)的電火花能(neng)量。如圖5所示(shi)。

　　在正常狀态(tai)，它不影響電(dian)路工作，當電(diàn)路斷開時，它(tā)與線圈組成(chéng)洩放回路，将(jiāng)電壓鉗位在(zai)二極管正向(xiàng)導通壓降(0.7V左(zuo)右)但是，簡單(dan)的緒流二極(ji)管隻适用于(yu)🔞直流電路，即(ji)單向電流情(qing)況。爲🥰了避免(mian)電極極化現(xian)象和消除市(shì)電噪聲♊幹擾(rao)，電磁流量計(jì)需🛀采用.低頻(pín)矩形波勵磁(ci)🤞，因此勵磁信(xìn)号是周期性(xìng)✔️雙向電流，如(ru)💃🏻圖6所示。

　　因此(ci)，傳統的普通(tōng)二極管無法(fǎ)滿足應用。
　　這(zhe)裏，采用一種(zhong)新型的瞬态(tai)電壓抑制器(qì)(TransientVo1tageSuppressor)，簡稱TVS管。TVS管🏃🏻是(shì)在✌️穩🏃壓管工(gōng)藝基礎上發(fā)展起來的一(yi)種新型電子(zǐ)元件，當🛀TVS管兩(liǎng)端産生瞬間(jiān)的高壓沖擊(ji)時，它能以極(jí)高的速度(最(zui)高達1/101秒⚽)驟然(rán)降低阻抗爲(wèi)導通狀态，吸(xi)收電流🐕，洩放(fàng)能量💛。它的特(tè)點是:響應速(sù)度快(ps級)、鉗💁位(wèi)精準(0.1V)、洩放能(neng)裏強(幾A到幾(jǐ)百，最重要的(de)一點，它可❌以(yǐ)實現雙向😄鉗(qián)位洩放，滿足(zu)我們雙向勵(li)磁的要求♉，不(bu)影響電☂️磁流(liu)量💃🏻計正常♌工(gong)作并起到抑(yì)制火花作用(yòng)。如圖7所示。

　　在(zai)激磁電流是(shì)125mA，線圈電阻爲(wèi)452.情況下，線圈(quan)工作電壓爲(wèi)5.625V，選用6.8V雙向🙇🏻TVS管(guan)P6KE6.8CA做洩放回路(lù)，其反應速度(dù)快，開關延遲(chi)約爲lps，鉗🛀位正(zheng)确有效抑制(zhi)了能量外洩(xie).
完整的勵磁(ci)電流邏輯電(diàn)路如圖8所示(shì)。

　　此電路通過(guò)了國家安全(quán)生産礦用設(shè)備檢測檢驗(yan)⭕中🐉心🔴防爆⛱️站(zhan)并聯、串聯、短(duan)路、斷路等安(ān)全實驗測試(shi)，達到本質安(ān)全标準。
5.結束(shu)語
　　防爆電磁(ci)流量計在本(ben)安電路設計(ji)中應用電容(rong)或電感等貯(zhu)能器件時，在(zài)滿足電路正(zheng)常功能的情(qíng)況.下，提供有(you)🚩效的🈲保護措(cuò)施，限制能量(liang)輸出并提供(gòng)能🔆量洩放回(huí)路，以降低發(fā)生短路、斷路(lu)時的電火花(huā)能量，從而達(dá)到本質安全(quán)。

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