電磁流量(liàng)計 是根據法(fǎ)拉弟電磁感(gan)應定律爲原(yuán)理進行流量(liàng)測量👅的儀🔞表(biao)。電磁流量計(jì)隻有管道村(cūn)裏和測量電(diàn)極與被🔴測介(jiè)質接❤️觸,隻要(yao)選擇合适的(de)村裏和電極(jí)材料,幾乎可(ke)以測量一切(qie)導電流🚶‍♀️體的(de)流量,由于傳(chuán)感器内沒有(you)任何活動🔞部(bù)件和阻流部(bù)件,尤其适合(he)測📐量污水、泥(ni)漿等含雜質(zhi),顆粒和液固(gù)二💯相物質的(de)介👈質。因此,電(dian)磁流量計可(kě)應用于石油(yóu)、化工、污水處(chu)理、水力、電力(li)🌈等各領域的(de)流🏃‍♀️量測量。本(ben)文僅對電磁(ci)流✌️量♻️計的測(ce)量原理和🔞勵(li)磁頻率對測(ce)量的影響進(jin)行分析、探讨(tǎo),并結合實例(lì)述選擇㊙️合适(shì)測量頻率的(de)重要性。
1、電磁(cí)流量計的組(zu)成和測量原(yuan)理
1.1電磁流量(liàng)計的組成
　　電(dian)磁流量計由(you)電磁流量傳(chuán)感器和電磁(cí)流量轉換器(qi)兩部分組成(cheng),如圖所示,電(diàn)磁流量傳感(gan)器安裝在工(gōng)藝管道上,用(yòng)來将介質的(de)流量變換成(cheng)感應電壓信(xìn)号。電磁流量(liàng)轉換器向傳(chuán)感🔆器提供産(chǎn)生磁場的勵(lì)磁電流,接受(shòu)感應💛電壓信(xin)号,将流量信(xìn)号放大,處🆚理(lǐ)井轉換成統(tong)一的、标準的(de)電信号(電流(liú),電壓、頻率)以(yǐ)及數字信❄️号(hao),液晶顯示瞬(shùn)時流量和累(lei)積流量

2、電磁(cí)流量計的工(gong)作原理
　　電磁(cí)流量計是根(gēn)據法拉弟電(diàn)磁感應定律(lǜ)的原理制造(zao)的,即導體在(zai)磁場中做切(qiē)割磁力線運(yun)動,導體兩端(duan)産生🆚感生電(dian)動勢,感生電(dian)動勢的大小(xiǎo)與磁場的磁(ci)感應強度成(cheng)正比,與導體(tǐ)🙇🏻的長度成正(zhèng)比,與導體的(de)運動✌️速度成(cheng)正比。
E=klub         (1)
式中:E:感(gǎn)生電動勢k:比(bi)例系數l:導體(ti)的長度;u:導體(tǐ)的運💋動速🈚度(dù),B:磁場的磁感(gan)應強度。

1.電磁(ci)流量轉換器(qì)2.感應信号傳(chuan)輸線3.勵磁信(xin)号傳輸線4.傳(chuan)感器村裏5.平(píng)衡電極6.勵磁(cí)線圈7.信号電(dian)極8.傳感器測(ce)量管9.安裝法(fa)蘭對于圓形(xíng)測量管,流過(guò)的體積流量(liang)爲:
qv=π/4D2u          (2)
根據式(1)和(hé)(2),則流過圓形(xing)測量管的體(ti)積流量爲:
qv=π/4D2?/klB           (3)
當(dang)測量管幾何(he)形狀一定、磁(ci)場的磁感應(yīng)強度一定時(shi):
D=1;
令K*π/4D /kB=則:
Qv=KE         (4)
即:電磁(cí)流量計的體(ti)積流量與感(gan)應電動勢成(chéng)正比。
3、勵磁方(fāng)式分析
　　電磁(ci)流量計的勵(li)磁方式決定(dìng)着電磁流量(liàng)計的抗幹擾(rǎo)🏃‍♂️能力大小和(he)零點穩定性(xing)能的好壞。電(diàn)磁流量計的(de)勵磁方式大(da)緻👣可分💔爲:直(zhí)流勵磁、交流(liú)勵磁、低頻矩(ju)形波勵磁等(děng)。
3.1直流勵磁
　　直(zhí)流勵磁,即由(yóu)水磁鐵或恒(heng)定直流電流(liú)勵磁産生的(de)磁場🏃這✌️種🈲磁(ci)場産生的流(liu)量信号是直(zhi)流電壓信号(hào),幾乎沒🚶‍♀️有電(dian)😘磁感應的幹(gan)擾産生,直流(liú)信号電壓容(róng)易使流過測(cè)量管的導電(diàn)介質極化,在(zai)測量電極上(shàng)産生極化電(dian)壓,造成量的(de)不穩定。
3.2交流(liú)助磁
　　交流勵(li)磁通常是指(zhǐ)使用50H或)60Hz)正弦(xian)波的工頻市(shì)電勵磁的傳(chuan)⛹🏻‍♀️感器🧑🏾‍🤝‍🧑🏼這種勵(lì)磁方式能降(jiang)低電解質液(ye)體對電極🍉的(de)極化作用,因(yin)而大大地降(jiàng)低了漂移直(zhi)流幹擾對測(cè)量的影🎯響。交(jiāo)流勵磁ZUI大🈚的(de)缺點是由于(yú)電磁感應造(zao)成的正交幹(gan)擾和同相幹(gàn)擾它們影響(xiǎng)流量計測量(liang)線性度和零(ling)點的穩定性(xìng)。
3.3任頻矩形波(bō)磁
　　低頻矩形(xing)波勵磁是指(zhǐ)使用頻率爲(wèi)工頻的整數(shù)倍分之一的(de)矩形波作爲(wèi)勵磁頻率的(de)傳感器。勵磁(ci)頻🔞率通常爲(wèi)工頻的1/8-1/32。
低頻(pín)矩形波勵磁(cí)具有能夠克(ke)服直流勵磁(ci)存在極😘化電(dian)壓大的優點(diǎn),又有避免交(jiāo)流勵磁存在(zài)電磁感應幹(gan)擾引起正交(jiāo)幹擾和間相(xiàng)幹擾的優點(diǎn),是兼顧直流(liú)勵磁和交✌️流(liú)勵磁兩者優(you)㊙️點的一種勵(li)磁方式但當(dang)用低㊙️頻矩形(xíng)波勵磁流量(liang)計測量漿液(yè)流體時,會産(chǎn)生“漿液噪聲(sheng)”或“尖狀🤩幹擾(rao)”。這種幹擾會(hui)使測量信号(hào)輸出有較大(dà)的波動,嚴重(zhong)影響測量。
　　當(dang)流體中的固(gu)體顆粒或纖(xiān)維磨擦電極(ji)會形成一種(zhǒng)🌈波形呈尖💁狀(zhuang)的幹抗,習慣(guàn)稱作“尖狀幹(gan)擾”,圖3-1可以說(shuo)明這種🐪幹擾(rao)的形💰成,金屬(shǔ)在電解質中(zhōng)腐蝕的現象(xiàng)告訴我們,電(diàn)極爲了抗拒(ju)電解質的腐(fu)蝕,往往在與(yu)流體開始接(jie)觸時,其表面(mian)先形成一種(zhǒng)博的氧化膜(mo)。在形成氧化(huà)膜的過程中(zhōng),金屬與電解(jiě)質之間産生(sheng)極高的極🎯化(hua)☁️電壓,如果兩(liang)電極的材質(zhì)和表面狀态(tai)完全相👌同,金(jīn)屬與電解質(zhì)之間的極化(hua)電壓成爲極(jí)性相同,幅度(dù)相等的共模(mó)幹擾電壓。當(dāng)流體中的固(gu)體顆粒或纖(xian)維摩擦或撞(zhuàng)擊電極表面(mian),把電極表面(mian)薄層氧化膜(mo)拉破或生成(cheng)劃痕,傷破的(de)氧化膜需㊙️要(yào)重新形成在(zài)重新形成氧(yang)化膜的過程(chéng)中,電極對液(ye)體間的極化(huà)電壓将發生(shēng)突變🏃‍♀️。如果兩(liang)個電極材質(zhì),結構、表面狀(zhuang)态存在差異(yì),所産生的極(jí)💃🏻化共模幹☁️擾(rao)變爲差模幹(gàn)🔴擾,于是就出(chū)現了流量計(jì)測量輸出❗的(de)大幅度波動(dòng)(擺動)。

　　以上分(fèn)析說明,固液(yè)兩相流測量(liàng)時對“漿液噪(zao)聲”問題,需要(yao)從勵磁頻率(lü)的選擇上去(qù)解決針對低(dī)頻矩形波勵(li)磁㊙️電磁流量(liàng)計的這一缺(que)點,電磁流量(liang)計利🤟用現代(dai)先進的單片(pian)機技術,設計(ji)了一種可控(kong)頻率㊙️的智能(neng)化👅電磁流量(liang)轉換器。電磁(ci)流量轉換器(qì)時通👄過程序(xu)設計了鍵盤(pan)控制的三種(zhǒng)不同的勵磁(cí)頻率❌,勵磁頻(pin)率分别6.25Hz、12.5Hz和25.0Hz。在(zai)實際應用🤞中(zhōng)可根據不同(tong)的介質情況(kuang),設置不同的(de)勵磁頻率。
　　電(dian)磁流量傳感(gǎn)器的原理框(kuàng)圖如上:此設(shè)計在實際🌈應(ying)用中取得了(le)非常明顯的(de)效果。
4、實例
(1)口(kou)徑爲DN80電磁流(liu)量計,測量介(jiè)質爲石灰漿(jiang),量程100m3/h,出廠🍓使(shi)用的勵磁頻(pin)率爲6.25HZ。
(當時勵(lì)磁頻率還不(bú)可通過鍵盤(pán)設置),安裝後(hou)用水調試🚶‍♀️時(shi)🤞,僅🤟表運行正(zhèng)常,當測量工(gōng)藝介質石灰(hui)漿時,儀表輸(shū)出跳動非常(cháng)㊙️嚴重🏃🏻‍♂️,從80m3h到120m3/h,儀(yi)表無法使用(yòng)。
　　在現場詳細(xi)了解了介質(zhi)工藝情況後(hou),得知介質中(zhōng)含有大量的(de)🌐顆粒,爲典型(xing)的液固兩相(xiàng)介質,在仔細(xi)分析儀表本(ben)身🈲運行情況(kuàng)🌈後确認儀表(biao)工作正常,經(jing)✌️過研究認爲(wèi)儀表輸出🍓波(bō)動應爲兩相(xiàng)介質中的固(gù)态顆粒引🈲起(qi),爲了解決這(zhe)一問題,對轉(zhuan)換器的單片(pian)機軟件進行(hang)了修改,增加(jia)了12.5Hz和25Hz兩個頻(pin)率,同時增加(jia)💘了勵磁頻率(lǜ)的鍵盤控制(zhi),現場采用25Hz的(de)勵磁頻🐉率,對(dui)🌈儀表重新标(biāo)定後🔱,儀表運(yun)㊙️行相當穩定(dìng),問題得到了(le)👌解決。
(2)口徑從(cong)DN25-DN200電磁流量計(ji),其中DN200用于測(ce)量有較多固(gu)體物質的😄水(shui)煤灰漿液,在(zai)測量時同樣(yang)出現輸出波(bo)動現🤞象,出庫(kù)時設置的勵(li)磁頻率默認(ren)值爲6.25Hz,用戶通(tōng)過電話反映(yìng)了具體現象(xiang)後,建議用戶(hu)現場通過鍵(jian)盤将勵磁頻(pin)度設置爲12.5Hz,更(gèng)改設置後👉,儀(yi)表輸出穩定(dìng),運行正常。
5、小(xiao)結
　　通過以上(shàng)對電磁流量(liàng)計勵磁頻率(lǜ)的分析和實(shí)例分析可👌以(yi)👄看出,電磁流(liu)量計的勵磁(cí)頻率對液固(gu)兩相介質的(de)測量具有非(fei)常嚴重的影(yǐng)響,隻有選擇(ze)合适的勵磁(ci)方式和勵磁(cí)♍頻率,儀表才(cai)能得到滿意(yì)的測量結果(guo),現在出現了(le)所謂的三值(zhi)勵磁技術和(hé)雙頻勵磁技(ji)術,但每種勵(lì)磁方式都有(you)各自的優缺(quē)點☂️,我們相信(xin)随💰着現代單(dan)片機技術和(he)儀表智能♋化(huà)技術的發展(zhan),一定會有更(gèng)完🌈善、先進的(de)勵磁方式出(chū)現。

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