電(dian)磁流量計(ji) 是根據法(fa)拉弟電磁(ci)感應定律(lü)爲原理進(jin)行流量測(ce)量的儀表(biao)。電磁流量(liang)計隻有管(guan)道村裏和(he)測量電極(ji)與被測介(jie)質接觸,隻(zhi)要選擇合(he)适的村裏(li)和電極材(cai)料,幾乎💃可(ke)以測量一(yi)切導電流(liu)體的流✂️量(liang),由于傳感(gan)器内沒有(you)♉任何活動(dong)部件和阻(zu)流部件,尤(you)🏃🏻其适合測(ce)量污水、泥(ni)漿等含雜(za)質,顆🏃粒和(he)液固二相(xiang)物質的介(jie)質。因此,電(dian)磁🔴流♋量計(ji)可應用于(yu)石油、化工(gong)、污水處理(li)、水力、電力(li)等各領域(yu)的流量測(ce)量。本♍文僅(jin)對電磁流(liu)量🔆計的測(ce)量原理和(he)😍勵磁頻率(lü)對測量❗的(de)影響進行(hang)分析、探讨(tao),并結合實(shi)例述選擇(ze)合适測量(liang)頻率的重(zhong)🈲要性。
1、電磁(ci)流量計的(de)組成和測(ce)量原理
1.1電(dian)磁流量計(ji)的組成
　　電(dian)磁流量計(ji)由電磁流(liu)量傳感器(qi)和電磁流(liu)量轉換器(qi)兩部分組(zu)成,如圖所(suo)示,電磁流(liu)量傳感器(qi)安裝在工(gong)藝管道上(shang),用來将介(jie)質的流量(liang)變換成感(gan)應電壓信(xin)号。電磁流(liu)量⛹🏻‍♀️轉換器(qi)向傳感器(qi)提供産生(sheng)磁場的勵(li)磁電流,接(jie)受感應電(dian)壓信号,将(jiang)流量信号(hao)放大,處⛹🏻‍♀️理(li)井轉換成(cheng)統一的、标(biao)準🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的電信(xin)号(電流,電(dian)壓、頻率✉️)以(yi)及數字信(xin)号,液晶顯(xian)示瞬時流(liu)量和累積(ji)流量

2、電磁流量(liang)計的工作(zuo)原理
　　電磁(ci)流量計是(shi)根據法拉(la)弟電磁感(gan)應定律的(de)原理制造(zao)😄的,即導體(ti)在磁場中(zhong)做切割磁(ci)力線運動(dong),導體🏃🏻兩端(duan)産生感生(sheng)電動勢,感(gan)🐆生電動勢(shi)的大小與(yu)磁場的磁(ci)感應強度(du)成正比,與(yu)導體的長(zhang)度成正比(bi),與導體的(de)運動速度(du)成正比。
E=klub         (1)
式(shi)中:E:感生電(dian)動勢k:比例(li)系數l:導體(ti)的長度;u:導(dao)體的運動(dong)速度💰,B:磁場(chang)的磁感應(ying)強度。

1.電磁(ci)流量轉換(huan)器2.感應信(xin)号傳輸線(xian)3.勵磁信号(hao)傳輸線4.傳(chuan)感器村🤟裏(li)5.平衡電極(ji)6.勵磁線圈(quan)7.信号電極(ji)8.傳感器測(ce)🤩量管9.安裝(zhuang)🚩法蘭對于(yu)圓形測量(liang)管,流過的(de)體積流量(liang)爲:
qv=π/4D2u          (2)
根據式(shi)(1)和(2),則流過(guo)圓形測量(liang)管的體積(ji)流量爲:
qv=π/4D2?/klB           (3)
當(dang)測量管幾(ji)何形狀一(yi)定、磁場的(de)磁感應強(qiang)度一定時(shi):
D=1;
令K*π/4D /kB=則:
Qv=KE         (4)
即:電(dian)磁流量計(ji)的體積流(liu)量與感應(ying)電動勢成(cheng)正比❓。
3、勵磁(ci)方式分析(xi)
　　電磁流量(liang)計的勵磁(ci)方式決定(ding)着電磁流(liu)量計的抗(kang)幹擾能力(li)大小和零(ling)點穩定性(xing)能的好壞(huai)。電磁流量(liang)計的勵磁(ci)📐方式大緻(zhi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼可分爲:直(zhi)流勵磁、交(jiao)流勵磁、低(di)頻矩形波(bo)勵磁等。
3.1直(zhi)流勵磁
　　直(zhi)流勵磁,即(ji)由水磁鐵(tie)或恒定直(zhi)流電流勵(li)磁産生的(de)磁場這✂️種(zhong)磁場産生(sheng)的流量信(xin)号是直流(liu)電壓信🔞号(hao),幾乎沒有(you)電磁感應(ying)的幹擾産(chan)生,直流信(xin)号電壓容(rong)易使流過(guo)測量管的(de)💛導電介質(zhi)極化,在測(ce)量電極上(shang)産生極化(hua)電壓,造成(cheng)量的不穩(wen)定。
3.2交流助(zhu)磁
　　交流勵(li)磁通常是(shi)指使用50H或(huo))60Hz)正弦波的(de)工頻市電(dian)勵磁☂️的傳(chuan)🏃感器🈚這種(zhong)勵磁方式(shi)能降低電(dian)解質液體(ti)對電極的(de)極化作用(yong),因而大🈲大(da)地降低了(le)漂移直流(liu)幹擾對測(ce)量的影響(xiang)。交流⁉️勵磁(ci)ZUI大的缺點(dian)✌️是由于電(dian)磁✌️感應造(zao)成的正交(jiao)幹擾和同(tong)相幹擾它(ta)們影響流(liu)量🔅計測量(liang)線性度和(he)零點的穩(wen)定性。
3.3任頻(pin)矩形波磁(ci)
　　低頻矩形(xing)波勵磁是(shi)指使用頻(pin)率爲工頻(pin)的整數倍(bei)分之一☀️的(de)矩形波作(zuo)爲勵磁頻(pin)率的傳感(gan)器。勵磁頻(pin)率通常爲(wei)工頻的1/8-1/32。
低(di)頻矩形波(bo)勵磁具有(you)能夠克服(fu)直流勵磁(ci)存在極✌️化(hua)電壓大✌️的(de)優點,又有(you)避免交流(liu)勵磁存在(zai)電磁感🈲應(ying)幹擾引起(qi)正交幹擾(rao)和間相幹(gan)擾的優點(dian),是兼顧直(zhi)流勵磁和(he)交流勵磁(ci)🏃‍♀️兩者優點(dian)的一種勵(li)磁方式但(dan)當用低頻(pin)矩形波勵(li)磁流量計(ji)測量漿液(ye)流體時♊,會(hui)産生“漿液(ye)噪聲”或“尖(jian)狀🈚幹擾”。這(zhe)種幹擾會(hui)使測量信(xin)号輸出有(you)較大的波(bo)動,嚴重影(ying)響測量。
　　當(dang)流體中的(de)固體顆粒(li)或纖維磨(mo)擦電極會(hui)形成一種(zhong)波形呈尖(jian)🛀🏻狀的幹抗(kang),習慣稱作(zuo)“尖狀幹擾(rao)”,圖3-1可以說(shuo)明這種幹(gan)擾的形♻️成(cheng),金屬在電(dian)解質中腐(fu)蝕的現象(xiang)告訴我們(men),電極爲了(le)♌抗拒電解(jie)質的腐蝕(shi),往往在與(yu)流體開始(shi)接觸時,其(qi)表面先形(xing)成一種博(bo)的氧化💞膜(mo)。在形成氧(yang)化膜的過(guo)程中,金屬(shu)與電解質(zhi)之間産生(sheng)極高的極(ji)化電壓,如(ru)果兩電極(ji)的材質和(he)表面狀态(tai)完全相同(tong),金屬🚩與電(dian)解質之間(jian)的極化電(dian)壓成爲極(ji)性相同,幅(fu)度相等⭐的(de)共模幹擾(rao)電壓。當♊流(liu)體中的固(gu)體顆粒或(huo)纖維摩擦(ca)或撞擊電(dian)極表面,把(ba)電極表面(mian)薄層氧化(hua)膜拉破或(huo)生成劃痕(hen),傷破的氧(yang)化膜需要(yao)重新形成(cheng)在重新形(xing)成氧化膜(mo)的過程中(zhong),電極對液(ye)體間的極(ji)化電壓将(jiang)發生突變(bian)。如果兩個(ge)電極材質(zhi),結構、表面(mian)狀态存在(zai)差異,所産(chan)生的極化(hua)共模幹👈擾(rao)變爲差模(mo)幹擾,于🔴是(shi)就出現了(le)流量計測(ce)量輸出👉的(de)大幅度波(bo)動(擺動)。

　　以(yi)上分析說(shuo)明,固液兩(liang)相流測量(liang)時對“漿液(ye)噪聲”問題(ti),需要從勵(li)磁頻率的(de)選擇上去(qu)解決針對(dui)低頻矩形(xing)波勵磁電(dian)磁流量計(ji)的這一缺(que)點,電磁流(liu)量計利用(yong)現代先進(jin)的單片機(ji)技術,設🔴計(ji)了一種可(ke)控頻率的(de)智能化電(dian)磁流量轉(zhuan)換器。電😍磁(ci)流量轉換(huan)器時通💯過(guo)程序設計(ji)了鍵盤控(kong)制的三種(zhong)不同的勵(li)磁頻率,勵(li)磁頻率分(fen)别6.25Hz、12.5Hz和25.0Hz。在實(shi)際應用中(zhong)可根據不(bu)同的介質(zhi)情況,設置(zhi)不同的勵(li)磁頻率。
　　電(dian)磁流量傳(chuan)感器的原(yuan)理框圖如(ru)上:此設計(ji)在實際應(ying)用中取得(de)了非常明(ming)顯的效果(guo)。
4、實例
(1)口徑(jing)爲DN80電磁流(liu)量計,測量(liang)介質爲石(shi)灰漿,量程(cheng)100m3/h,出廠使用(yong)的勵磁頻(pin)率爲6.25HZ。
(當時(shi)勵磁頻率(lü)還不可通(tong)過鍵盤設(she)置),安裝後(hou)用水調✍️試(shi)時,僅表運(yun)行正常,當(dang)測量工藝(yi)介質石灰(hui)漿時,儀表(biao)輸出跳動(dong)非常🈲嚴重(zhong),從80m3h到120m3/h,儀表(biao)無法使用(yong)。
　　在現場詳(xiang)細了解了(le)介質工藝(yi)情況後,得(de)知介質中(zhong)含有大♋量(liang)的顆粒,爲(wei)典型的液(ye)固兩相介(jie)質,在仔細(xi)分析儀表(biao)本身運行(hang)情況🔞後确(que)認儀表工(gong)作正常,經(jing)過研究認(ren)爲儀表輸(shu)出波動應(ying)☔爲兩相介(jie)質中的固(gu)态顆粒引(yin)起,爲了解(jie)決這一問(wen)題,對轉換(huan)器的單片(pian)機軟件進(jin)行了修改(gai),增加了12.5Hz和(he)25Hz兩個頻率(lü),同時增加(jia)了勵磁頻(pin)率的鍵盤(pan)控制,現場(chang)采用25Hz的勵(li)磁頻率,對(dui)儀表重新(xin)标定後,儀(yi)表運行相(xiang)當穩🌏定,問(wen)題得到了(le)解決。
(2)口徑(jing)從DN25-DN200電磁流(liu)量計,其中(zhong)DN200用于測量(liang)有較多固(gu)體物質的(de)水煤灰漿(jiang)液,在測量(liang)時同樣出(chu)現輸出波(bo)動現象,出(chu)庫時設置(zhi)的勵磁頻(pin)率默認值(zhi)爲6.25Hz,用戶通(tong)過電話反(fan)映了具體(ti)現象後,建(jian)議用⭐戶現(xian)場通過鍵(jian)盤将勵磁(ci)頻度設置(zhi)爲12.5Hz,更改設(she)置後,儀表(biao)輸出穩定(ding),運行正常(chang)。
5、小結
　　通過(guo)以上對電(dian)磁流量計(ji)勵磁頻率(lü)的分析和(he)實例分⭐析(xi)可💔以看出(chu),電磁流量(liang)計的勵磁(ci)頻率對液(ye)固兩相介(jie)質的測量(liang)具有非常(chang)嚴重的影(ying)響,隻有選(xuan)擇合适的(de)勵磁方式(shi)和勵磁頻(pin)率,儀🔞表才(cai)能得到滿(man)意的測量(liang)結果,現在(zai)出現了所(suo)謂的三值(zhi)勵磁🌈技術(shu)和雙頻勵(li)磁技術,但(dan)每種勵磁(ci)方式都有(you)各自的優(you)缺點💘,我們(men)相信随着(zhe)現代單片(pian)機技術和(he)儀表智能(neng)✏️化技術的(de)發展,一定(ding)會有更完(wan)善、先進的(de)勵磁方式(shi)出現。

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