[摘要] 電磁(ci)流量計 以其(qí)優良的性能(néng)廣泛應用于(yú)各行各業，但(dan)是由于其原(yuan)👈理特性，尤其(qí)是勵磁電流(liú)的存在，限制(zhì)了其在煤礦(kuàng)、選礦等安全(quán)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(lì)磁電路.
1.引言(yan)
　　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(yong)于石油、化工(gōng)、冶金、電力、給(gei)排🌈水等領域(yu)。然而，由于煤(mei)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(jì)根據法拉第(di)電磁感應定(dìng)律工作，測量(liang)管内無阻🤞流(liu)部件，用于測(ce)量單相或多(duo)相導電流體(tǐ)💞流量。當導電(dian)流💃體在磁場(chang)中運動時，将(jiāng)在流體兩側(cè)🤩産生感應電(dian)勢，其大小與(yǔ)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(lü):導電流體在(zai)磁場中切割(gē)磁力線時，産(chan)生感應🏃🏻‍♂️電動(dong)勢的大小爲(wei):
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(liang)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(ci)，測得🌈感應電(diàn)動勢U,即可得(de)到流體流量(liang)。
　　由此可見，電(dian)磁流量計正(zhèng)常運行需要(yao)有穩定的磁(cí)🐇場，而⛱️磁場正(zhèng)是靠傳感器(qi)線圈内的勵(lì)磁電流來産(chan)生的。勵磁線(xiàn)圈如圖2所示(shi)。

　　一對(duì)線圈對稱安(an)裝在傳感器(qì)正對的兩側(ce)，以産生🔅均勻(yun)的磁場❄️，傳感(gǎn)器剖面圖如(ru)圖3所示

3.礦用儀表(biao)的安全性要(yào)求
　　對于礦用(yòng)電氣産品，其(qi)防爆安全性(xing)至關重要。目(mù)前，我⚽國防♻️爆(bào)電氣産品的(de)類型主要以(yi)隔爆型和本(běn)質安全型爲(wei)主;并且隻有(you)本安.設備能(néng)夠用在0區危(wei)險場所[]。礦用(yòng)本質安全型(xing)産品要做本(ben)質安全性能(néng)檢驗，其中本(běn)安火花試驗(yàn)是最重要的(de)檢驗☁️項目之(zhī)一。當電路發(fā)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(fa)爆炸。本安設(she)計就是要控(kong)制電路産生(sheng)的電火花能(néng)量，從而實現(xiàn)電路的本質(zhì)安全🤟。本質安(an)全❤️電路要求(qiu)在正常工作(zuo)和故障狀态(tai)下都必須是(shi)安全的，所産(chǎn)生的電火花(hua)均不足以點(diǎn)燃周圍環境(jing)中的爆炸性(xìng)混合氣體。
4.電(dian)磁流量計本(běn)安勵磁電路(lù)
　　電磁流量計(ji)傳感器勵磁(ci)電流是産生(sheng)電火花的危(wei)㊙️險源，電磁流(liu)量計要用于(yu)井下，首先得(dé)勵磁電路達(dá)到本質安☁️全(quan)要求。
　　電磁流(liu)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(liàng)爲100-300mH，其中電感(gǎn)量是危險源(yuan)所在。當電流(liu).流過電感線(xian)✍️圈時🚶‍♀️，在線圈(quan)内部會産生(shēng)磁場，磁場貯(zhù)存能量，當電(dian)路斷🍉開時，儲(chu)存在線圈中(zhōng)的能量就會(hui)以火花的形(xíng)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(ān)的要求。
　　在線(xiàn)圈兩端并聯(lián)緒流支路，以(yi)洩放線圈儲(chu)存的磁場能(néng)，降低通斷時(shí)的電火花能(neng)量。如圖5所示(shi)。

　　在正常狀态(tài)，它不影響電(dian)路工作，當電(dian)路斷開時，它(tā)與線圈🙇‍♀️組成(cheng)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(zuǒ)右)但是，簡單(dān)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(miǎn)㊙️電極極化現(xian)象和消除市(shi)電噪聲幹擾(rǎo)，電磁流量計(jì)需💛采用.低頻(pin)矩形波勵磁(ci)，因此勵磁信(xin)♍号是周期性(xing)雙向電流，如(rú)圖6所示。

　　因此(ci)，傳統的普通(tong)二極管無法(fa)滿足應用。
　　這(zhè)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(shi)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(liang)端産生瞬⛹🏻‍♀️間(jian)的高壓沖擊(jī)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(wei)導通狀态，吸(xi)收電流，洩放(fang)能量。它的特(te)點是:響應速(sù)度快(ps級)、鉗位(wei)精準(0.1V)、洩放能(neng)裏強(幾A到幾(ji)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(lì)磁的要求，不(bu)影響電磁流(liú)量計正常工(gōng)作并起到抑(yi)制火花作用(yòng)🌏。如圖7所示。

　　在(zai)激磁電流是(shi)125mA，線圈電阻爲(wei)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(lu)，其反應速度(dù)快，開關延遲(chi)約爲lps，鉗位正(zhèng)🤟确有效抑制(zhì)了能量外洩(xie).
完整的勵磁(cí)電流邏輯電(diàn)路如圖8所示(shì)。

　　此電路通過(guo)了國家安全(quan)生産礦用設(she)備檢測檢驗(yàn)中心防爆站(zhan)并聯、串聯、短(duǎn)路、斷路等安(an)全實驗測試(shi)，達到本質安(an)全标準🔞。
5.結束(shù)語
　　防爆電磁(cí)流量計在本(ben)安電路設計(jì)中應用電容(rong)或電感等貯(zhù)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(cuo)施，限制能量(liang)輸出并提供(gong)能量洩放回(hui)路，以降低發(fā)生短路、斷路(lu)時的電火花(huā)能量，從而達(da)到本質安全(quán)。

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