摘要:針對(dui)目前電磁流量(liàng)計 測量精度偏(pian)差大、靈敏度不(bú)高的缺陷,提出(chu)了一種新的基(jī)于電磁感應原(yuán)理的電磁流量(liang)計。分析了該電(dian)磁流量❓計的工(gong)作原理、結構特(te)性等,對不同流(liu)速情況下🏃🏻所對(duì)應的最佳流道(dao)管徑進行😄了研(yan)究。結果表明，優(yōu)化後電磁流量(liang)計在滿量程情(qing)況下的測量㊙️誤(wù)差在0.7%以内,比優(yōu)化前提升了57.1%;反(fan)應靈敏度比優(you)化前提升了91.7%。
引(yin)言
　　電磁流量計(jì)是一種廣泛應(ying)用在流體測量(liang)中的計⛷️量設備(bei)🌈,在化學工業中(zhōng)廣泛應用于合(he)成氨的氨水☂️流(liú)量測量☀️等,其測(ce)量的正确率和(he)靈敏性直接決(jué)定♈了化工合成(chéng)産品的純度和(he)經🤞濟性,一旦其(qí)精度不足或者(zhe)靈敏性過低🌈，将(jiang)直接導緻化工(gong)生❓産的異常🌏。目(mu)前多數電磁流(liu)量計爲正确級(jí)别爲🆚1級的一對(dui)電☔極控制模式(shì),主要适用于大(da)管徑、高流速情(qíng)況下的流量測(cè)試，無法滿足小(xiǎo)管徑、慢流速、精(jīng)度高、快反應的(de)監測需求，極大(dà)地限制了化工(gong)生産效率和精(jīng)度的進一步提(ti)升。
　　爲提高電磁(ci)流量計在小管(guan)徑、低流速模式(shì)下的工作正确(que)率和反應靈敏(mǐn)性，提出一種新(xin)的内流式的🍓電(dian)磁流量計,對該(gāi)流量計的工作(zuo)原理、結構特點(dian)等進行了💔分析(xī),特别是對不同(tong)流速下的最佳(jiā)流道管徑匹配(pei)情況進行研究(jiu),從而确💚定流道(dào)結構。根據實🌍際(jì)測試表明，新的(de)電磁流量計在(zai)滿量程情況下(xia)的👌測量誤差在(zài)💞0.7%以内,比優化前(qian)提升了57.1%,反應靈(líng)敏度比🙇🏻優化前(qian)提升了91.7%，對提升(sheng)化工廠流量♍測(cè)試的正确率,提(ti)高化工生産安(ān)全🌈和效率具有(yǒu)十分重要的意(yi)義。
1總體方案設(she)計
　　當合成氨的(de)氨水在小直徑(jìng)管道内流動時(shí),由于水質等因(yin)🍉素,會導緻管道(dao)内壁逐漸出現(xiàn)結垢現象,目前(qián)經常采🌈用的外(wai)置式電磁流量(liàng)計的測量精度(dù)會受管道🤟内壁(bi)變化的影響,逐(zhu)漸出現偏差,因(yīn)此難以滿足長(zhǎng)期監控情況下(xià)的監測正确率(lü)和可靠性需求(qiu)。因此本文提出(chu)了一種新的内(nèi)置式的電磁流(liú)量計,其整體結(jié)構如圖1所示中(zhōng)。
 
　　該内置式電磁(ci)流量計通過電(diàn)纜和監測系統(tǒng)相連接、,流量計(ji)測速部分埋入(rù)管道内,當合成(cheng)氨的氨水通過(guò)該電磁流量計(ji)時流量計根據(jù)液體流量的不(bu)🆚同，輸出不同的(de)電磁信号,流量(liang)計工作時所輸(shū)出的🥵電磁測量(liang)信号最終由測(cè)量系♋統進行集(ji)中處理後,計算(suàn)出準确的液體(ti)流量數據,将其(qí)傳輸到監測控(kong)制中心，實現對(dui)整個化工生産(chan)過程的反饋調(diao)節四🐇。
　　爲了提高(gāo)内置式電磁流(liu)量計的測量精(jīng)度和可靠性,在(zài)液體🎯進口位置(zhi)需要設置防護(hu)網,實現對流人(ren)到流量計内的(de)液體的過濾,避(bi)免液體内的雜(zá)質堵塞流量計(ji)測量孔，而且🐪也(ye)能降低雜質對(dui)流量計感應電(dian)極的磨損,提高(gāo)測量結果的正(zheng)确率🍓。由于電磁(cí)流量計長期在(zài)管道内工作，環(huán)境較爲惡劣且(qie)氨水⭕具有--定的(de)腐蝕性,因此流(liu)量計的外殼需(xu)要具有高防腐(fǔ)性8]，提🐇高使用壽(shòu)命和可靠性。
2傳(chuan)感器結構設計(ji)
　　由于需要滿足(zú)在小管徑、低流(liú)量情況下測速(sù)正确✂️率的需求(qiú),因此對傳感器(qi)的工作靈敏性(xing)要求極高。爲了(le)🍉确保内置式傳(chuan)感器的應用可(ke)靠性,本文提出(chu)了一種新的傳(chuan)✊感器結構田,其(qi)采用了雙發射(shè)磁極和雙測量(liàng)電極結構,發射(she)磁極和測量電(diàn)極以兩相⚽對稱(cheng)的方式均勻分(fen)布在圓柱狀的(de)傳👅感器簡體内(nei)。所用的測量電(dian)極和傳感器外(wài)殼絕緣，在磁極(ji)㊙️的線圈内部設(she)🈲置有鐵芯,從而(er)保證所産生的(de)交變磁場的穩(wen)定性，提高測量(liang)🏃‍♂️時的精度。傳感(gan)器整體結構截(jie)面如圖2所⭕示同(tong)。
 
　　由于液體在低(di)速流動過程中(zhōng)的特性和流道(dào)管徑關系🛀較爲(wei)密切]回，因此爲(wèi)了适應低流量(liàng)、小管徑情況下(xià)測量正确率的(de)需求,本文利用(yong)流體動力學對(dui)不同管徑不同(tong)流量情況下的(de)流速-管徑匹配(pei)特性進行了研(yan)究,揭示不同流(liu)速和管徑情況(kuang)下的流量變化(huà)情況,爲優化管(guǎn)道結構、提高監(jian)測正确率奠定(dìng)基礎,不同情🌈況(kuang)🈲下流量、流速的(de)的對應關系彙(hui)總如✔️表1所示。
 
　　根(gen)據實際匹配驗(yàn)證,在不同管徑(jing)、不同流速情況(kuang)下具有不同的(de)最大通過流量(liang),化工生産過程(cheng)中氨水🍉的流量(liàng)範圍爲⛷️0~20m/d,其流🔱速(sù)在1.5m/s以内,綜合分(fen)析後，本文提🙇‍♀️出(chu)的電磁流量計(ji)的流道管徑設(she)置爲12mm,從而滿足(zú)不✉️同情況下的(de)使用可靠性需(xū)求。
3試驗驗證分(fèn)析
　　爲了對該新(xīn)型電磁流量計(jì)的使用可靠性(xing)和測量正确👉率(lǜ)進行分析，在密(mi)閉管道中裝人(ren)流量計,對管道(dào)内🙇‍♀️輸人不同的(de)流量8],并✂️記錄電(diàn)磁流量計的反(fǎn)應時間和🈲輸出(chū)頻🍉率,将所輸人(ren)流量值和該傳(chuan)感器的流量測(cè)量值進行拟合(he)對比，繪制關聯(lián)曲線如圖3所示(shi)。
 
　　由圖3可知,随着(zhe)輸人流量的增(zēng)加，所輸出的頻(pín).率持續增✉️加,而(er)且流量-頻率呈(cheng)線性正相關，其(qí)線性系數💔高達(da)0.999,表明該儀器設(shè)備具有線性響(xiǎng)應曲線，在該流(liu)量計的測量範(fan)圍内，其測量誤(wu)👌差爲0.6%,比優化前(qián)的1.4%提升了57.1%。從管(guǎn)路内給出流量(liang)增加信号，到系(xi)統發出流量監(jiān)測結果,時間差(cha)約爲0.01s,比傳統流(liú)量計0.12s的反應時(shí)👨‍❤️‍👨間縮短了91.7%,極大(dà)地提升了電磁(cí)流量計的反應(yīng)靈敏性和可靠(kào)性,爲進一步提(tí)升化工生産企(qi)業的産品品質(zhi)和生産安全性(xìng)奠定了堅實的(de)基🌈礎。
4結論
　　爲了(le)解決目前電磁(cí)流量計測量精(jing)度偏差大、靈敏(min)度低的不足,提(tí)出了一種新的(de)電磁流量計。對(duì)該電磁流量計(ji)的工作原理、、結(jie)構特性等進行(háng)了分析,根據分(fen)析🔞結果表🌐明:
1)内(nei)置式的電磁流(liu)量計設置有過(guò)濾裝置等,能夠(gòu)比傳統的外✏️置(zhi)式傳感器具有(you)更高的測量精(jing)度和使用可‼️靠(kao)性;
2)新的傳感器(qi)采用了雙發射(she)磁極和雙測量(liang)電極結構‼️,能夠(gòu)保證所産生的(de)交變磁場的穩(wěn)定性,提高測量(liang)時的精度;
3)電磁(cí)流量計需根據(jù)所使用環境的(de)流量、流速的不(bu)同有🍓針對性地(dì)設計流道直徑(jing),從而提高監測(ce)精度和可靠性(xing);
4)新的電磁流量(liàng)計在滿量程情(qíng)況下的測量誤(wù)差在0.7%以内，比優(you)化前提升了57.1%,反(fan)應靈敏度比優(yōu)化前提升了91.7%,極(jí)大地⭐提升了流(liú)量監測正确率(lü)。

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