電磁流量(liàng)計 是根據法拉(lā)弟電磁感應定(ding)律爲原理進行(háng)流量測量的儀(yí)表。電磁流量計(ji)隻有管道村裏(lǐ)和測量電極與(yǔ)被測介質接💯觸(chù),隻要選擇合适(shi)的村裏和電極(jí)材料,幾乎🏃可以(yi)測量一切導電(dian)流體的流量,由(you)于傳感器内沒(mei)有任何活動部(bù)件和阻流部件(jian),尤其适合測💁量(liang)污水、泥漿等含(han)雜質,顆粒和液(ye)固二相物質的(de)介🚶質。因此,電磁(ci)流量計可應用(yòng)于石油、化工、污(wu)水處理、水力、電(diàn)力等各領域的(de)流量測量。本文(wen)僅對電磁流量(liang)✊計的測量原理(li)和📧勵磁頻率對(duì)測量的影響進(jin)行分析、探讨,并(bìng)結合實例述選(xuan)擇合适測量頻(pín)率的重要性。
1、電(dian)磁流量計的組(zǔ)成和測量原理(li)
1.1電磁流量計的(de)組成
　　電磁流量(liàng)計由電磁流量(liang)傳感器和電磁(ci)流量轉換💔器兩(liǎng)部分組成,如圖(tu)所示,電磁流量(liang)傳感器安裝在(zài)工藝管道上,用(yong)👨‍❤️‍👨來将介質👅的流(liu)量變換成感應(ying)電壓信号。電磁(cí)流量轉換器向(xiang)傳感器提供産(chan)生磁場的勵磁(cí)電流,接受感應(yīng)電壓信号,将流(liú)量信号放大,處(chu)理井轉換成統(tong)一的、标準的電(dian)信号(電流,電壓(ya)、頻率)以及數字(zi)信号,液晶顯示(shì)瞬時流量和累(lei)積流量

2、電磁流量計(jì)的工作原理
　　電(diàn)磁流量計是根(gēn)據法拉弟電磁(cí)感應定律的原(yuán)理制造的,即導(dǎo)體在磁場中做(zuò)切割磁力線運(yun)動,導體兩端産(chan)生😄感生電動勢(shì),感生電動勢的(de)大小與磁場的(de)磁感應強度成(chéng)正比,與導體的(de)長度成正比,與(yǔ)導😄體的運動速(su)度成正🈲比。
E=klub         (1)
式中(zhōng):E:感生電動勢k:比(bǐ)例系數l:導體的(de)長度;u:導體的運(yùn)動速度,B:磁場的(de)磁感應強度。

1.電(diàn)磁流量轉換器(qi)2.感應信号傳輸(shu)線3.勵磁信号傳(chuan)輸線⛷️4.傳感器村(cun)裏5.平衡電極6.勵(li)磁線圈7.信号電(dian)極8.傳感器測量(liang)管🌈9.安裝法蘭對(duì)于💰圓形測量管(guǎn),流過的體積流(liú)量爲:
qv=π/4D2u          (2)
根據式(1)和(he)(2),則流過圓形測(cè)量管的體積流(liu)量爲:
qv=π/4D2?/klB           (3)
當測量管(guan)幾何形狀一定(dìng)、磁場的磁感應(yīng)強度一定時:
D=1;
令(ling)K*π/4D /kB=則:
Qv=KE         (4)
即:電磁流量(liang)計的體積流量(liang)與感應電動勢(shì)成正比。
3、勵磁方(fang)式分析
　　電磁流(liú)量計的勵磁方(fang)式決定着電磁(cí)流量計的抗幹(gàn)擾能力大小和(he)零點穩定性能(neng)的好壞。電磁流(liú)量計的‼️勵磁方(fāng)式🐇大緻可分爲(wei):直流勵磁、交流(liú)勵磁、低頻矩形(xing)波勵磁👈等。
3.1直流(liú)勵磁
　　直流勵磁(ci),即由水磁鐵或(huo)恒定直流電流(liú)勵磁産生的磁(cí)🐅場這種磁場産(chan)生的流量信号(hào)是直流電壓信(xin)号,幾乎沒有電(dian)磁感應的幹擾(rǎo)産生,直流信号(hào)電壓容易使流(liú)過測量管的導(dǎo)電介質極化,在(zai)測量電極📱上産(chǎn)生極🛀化電壓,造(zao)♉成量的不穩定(dìng)。
3.2交流助磁
　　交流(liu)勵磁通常是指(zhǐ)使用50H或)60Hz)正弦波(bō)的工頻市電勵(lì)🐕磁的傳感器這(zhè)種勵磁方式能(néng)降低電解質液(yè)體對電極的極(jí)💋化作🈲用,因而大(da)大地降低了漂(piao)移直流幹✉️擾對(duì)測量的影響。交(jiao)流勵磁ZUI大的缺(quē)點📐是由于電磁(cí)感應造成的正(zhèng)交幹擾和同相(xiàng)🔞幹擾它們影響(xiǎng)流量計測量線(xiàn)性度和零點的(de)穩定性。
3.3任頻矩(ju)形波磁
　　低頻矩(jǔ)形波勵磁是指(zhi)使用頻率爲工(gong)頻的整數倍分(fen)之一的矩形波(bō)作爲勵磁頻率(lǜ)的傳感器。勵磁(ci)頻率通常爲🏃‍♀️工(gōng)頻的1/8-1/32。
低頻矩形(xing)波勵磁具有能(néng)夠克服直流勵(lì)磁存在極化電(diàn)壓大✊的優點,又(yòu)有避免交流勵(lì)磁存在電磁感(gan)應幹擾引起正(zhèng)交幹擾和間相(xiàng)幹擾的優點,是(shì)兼顧直流勵磁(ci)和交流勵磁兩(liang)者優❤️點的一種(zhong)勵磁方式但當(dāng)用低頻矩形波(bō)勵磁流量計測(ce)量漿液流體時(shí)📧,會産生“漿液噪(zao)聲”或“尖狀幹擾(rao)”。這種幹擾會使(shi)測量信号輸出(chū)有較🌏大的波動(dong),嚴重影響測量(liang)。
　　當流體中的固(gù)體顆粒或纖維(wei)磨擦電極會形(xing)成一✔️種波形呈(cheng)尖🔞狀的幹抗,習(xi)慣稱作“尖狀幹(gàn)擾”,圖3-1可以說明(ming)這種幹擾的形(xíng)成,金屬在電解(jie)質中腐蝕的現(xiàn)象告訴我們,電(diàn)極爲了抗拒電(diàn)解質的腐蝕,往(wang)往在與流體開(kai)始接觸時,其表(biǎo)面先形成一種(zhǒng)博的氧化⛹🏻‍♀️膜。在(zai)形成氧化膜的(de)過程中,金屬與(yǔ)電解質之間産(chǎn)㊙️生極高的極化(hua)電壓,如果兩電(dian)極的材質和表(biao)面狀态完全相(xiang)同,金屬與電解(jie)質之間的㊙️極化(huà)電壓成爲極性(xìng)相同,幅度相等(deng)🐇的共模幹擾電(dian)壓。當⚽流體中的(de)固體顆粒或纖(xiān)維摩擦或撞擊(jī)電極表面,把電(diàn)極表面薄層氧(yǎng)化膜拉破或生(shēng)成劃痕,傷破的(de)✔️氧化膜需要重(zhong)新形成🏃🏻‍♂️在重新(xin)形成氧化膜的(de)過程中,電極對(dui)液體間的極化(huà)電壓将發生突(tu)變。如果兩個電(diàn)極材質,結構、表(biǎo)🚶面狀态存在差(cha)異,所産生的極(ji)化共模幹擾變(biàn)爲差模幹擾,于(yu)是就出現了流(liú)量計測量輸♊出(chu)的大幅度波動(dòng)(擺動)。

　　以上分析(xī)說明,固液兩相(xiàng)流測量時對“漿(jiang)液噪聲”問題,需(xū)🚶‍♀️要從勵磁頻率(lǜ)的選擇上去解(jie)決針對低頻矩(ju)形波勵磁電磁(ci)流量計的這一(yī)缺點,電磁流量(liang)計利😄用現代先(xian)進的單片機🙇‍♀️技(jì)術,設計了一種(zhǒng)可控頻率的智(zhì)能化電磁流量(liàng)轉換器。電磁流(liu)量轉🏃🏻‍♂️換器時通(tong)過程序設計了(le)鍵盤控制的三(san)種不同的勵磁(ci)頻率⛱️,勵磁頻率(lǜ)分别6.25Hz、12.5Hz和25.0Hz。在實際(jì)應用中可根據(ju)不同💚的介🈲質情(qing)況,設置不同的(de)勵磁♌頻率。
　　電磁(ci)流量傳感器的(de)原理框圖如上(shang):此設計在實際(ji)應用中取得了(le)非常明顯的效(xiào)果。
4、實例
(1)口徑爲(wei)DN80電磁流量計,測(cè)量介質爲石灰(huī)漿,量程100m3/h,出廠使(shǐ)用👄的🙇‍♀️勵磁頻率(lü)爲6.25HZ。
(當時勵磁頻(pín)率還不可通過(guò)鍵盤設置),安裝(zhuāng)後用水🚶‍♀️調試♈時(shi),僅🛀表運行正常(cháng),當測量工藝介(jie)質石灰漿時,儀(yi)表輸出跳動🛀🏻非(fei)常嚴重,從80m3h到120m3/h,儀(yí)表無法使用。
　　在(zai)現場詳細了解(jie)了介質工藝情(qing)況後,得知介質(zhi)中含有大⭐量的(de)顆粒,爲典型的(de)液固兩相介質(zhì),在仔細分析儀(yi)表本身運行情(qíng)況後确認儀表(biao)工作正常,經過(guo)研究認爲儀表(biǎo)輸出💃波動應爲(wei)兩相介質中的(de)固态顆粒引起(qǐ),爲了解決這一(yī)問題,對轉換器(qì)的單片機軟件(jian)進行了修改,增(zeng)加了12.5Hz和25Hz兩個頻(pín)🐉率,同時增加了(le)勵磁頻率的鍵(jiàn)盤控制,現場采(cǎi)用25Hz的勵磁頻☀️率(lǜ),對儀表重新标(biāo)定後,儀表運行(hang)相當穩定,問題(ti)得到了解決。
(2)口(kou)徑從DN25-DN200電磁流量(liàng)計,其中DN200用于測(ce)量有較多固體(ti)物質的水☀️煤灰(hui)漿液,在測量時(shí)同樣出現輸出(chū)波動現象,出庫(ku)時🔴設置的勵🐕磁(cí)頻率默認值爲(wei)6.25Hz,用戶通過電🐇話(hua)反映了具體現(xian)象後,建議用‼️戶(hù)現場通過鍵盤(pan)将勵磁頻度設(shè)置爲12.5Hz,更改設置(zhi)後,儀表輸出穩(wěn)定,運行正常。
5、小(xiǎo)結
　　通過以上對(dui)電磁流量計勵(li)磁頻率的分析(xi)和實例🚶‍♀️分析可(kě)以看出,電磁流(liú)量計的勵磁頻(pin)率對液固兩相(xiàng)介質的測量具(jù)有非常嚴重的(de)影響,隻有選擇(ze)合适的勵磁方(fāng)式和勵磁🏃‍♂️頻率(lǜ),儀表才能得到(dao)滿意的測量結(jié)果,現在出現了(le)所謂的三值勵(lì)磁技術和雙頻(pín)勵磁技術,但每(mei)種勵磁方式都(dōu)有各自的優缺(que)點🐉,我們相信随(suí)着現代單片機(jī)技術和儀表智(zhi)能化技術的發(fā)展,一定會🔞有更(gèng)完善、先進的勵(lì)磁方式出現。

以(yi)上内容源于網(wǎng)絡，如有侵權聯(lián)系即删除!