摘要(yao):針對(dui)目前(qian)電磁(ci)流量(liang)計 測(ce)量精(jing)度偏(pian)差大(da)、靈敏(min)度不(bu)高的(de)缺陷(xian),提出(chu)了一(yi)種新(xin)的♉基(ji)于電(dian)磁感(gan)應原(yuan)理的(de)電磁(ci)流量(liang)計。分(fen)析了(le)該電(dian)磁流(liu)量💚計(ji)的工(gong)作原(yuan)理、結(jie)構特(te)性等(deng),對不(bu)同流(liu)速情(qing)況下(xia)所對(dui)應的(de)最佳(jia)流道(dao)管徑(jing)進行(hang)了研(yan)究。結(jie)果表(biao)明，優(you)化後(hou)電磁(ci)流量(liang)計在(zai)滿量(liang)程情(qing)況下(xia)的測(ce)量誤(wu)差在(zai)0.7%以内(nei),比優(you)化前(qian)提👌升(sheng)了57.1%;反(fan)應靈(ling)敏度(du)比優(you)化前(qian)提升(sheng)了91.7%。
引(yin)言
　　電(dian)磁流(liu)量計(ji)是一(yi)種廣(guang)泛應(ying)用在(zai)流體(ti)測量(liang)中的(de)計量(liang)設㊙️備(bei)🤟,在化(hua)學工(gong)業中(zhong)廣泛(fan)應用(yong)于合(he)成氨(an)的氨(an)水流(liu)量💋測(ce)量等(deng),其測(ce)量💛的(de)正确(que)率和(he)靈敏(min)性直(zhi)接決(jue)定了(le)化工(gong)合成(cheng)産品(pin)的純(chun)度和(he)經🔞濟(ji)性,一(yi)💚旦其(qi)精度(du)不足(zu)或者(zhe)靈👅敏(min)性過(guo)低，将(jiang)直接(jie)導緻(zhi)化工(gong)生産(chan)的異(yi)常🍓。目(mu)前多(duo)數電(dian)磁流(liu)量計(ji)爲㊙️正(zheng)确級(ji)别爲(wei)1級的(de)一對(dui)電極(ji)控制(zhi)模式(shi),主要(yao)适用(yong)于大(da)管徑(jing)、高流(liu)速情(qing)況下(xia)的流(liu)量測(ce)試🔞，無(wu)法滿(man)足小(xiao)管徑(jing)、慢流(liu)速、精(jing)度高(gao)、快反(fan)應的(de)監測(ce)需求(qiu)，極大(da)地限(xian)制了(le)化工(gong)生産(chan)效率(lü)和精(jing)度的(de)進一(yi)步提(ti)升。
　　爲(wei)提高(gao)電磁(ci)流量(liang)計在(zai)小管(guan)徑、低(di)流速(su)模式(shi)下的(de)工作(zuo)正确(que)率和(he)反應(ying)靈敏(min)性，提(ti)出一(yi)種新(xin)的内(nei)流式(shi)的電(dian)磁流(liu)量計(ji),對該(gai)流量(liang)計的(de)工作(zuo)原理(li)、結構(gou)特點(dian)等🚩進(jin)行了(le)分析(xi),特别(bie)是對(dui)不同(tong)流速(su)下的(de)最佳(jia)流道(dao)管徑(jing)匹配(pei)情況(kuang)進行(hang)研究(jiu),從而(er)确定(ding)流道(dao)結構(gou)。根據(ju)實際(ji)測試(shi)表明(ming)，新的(de)電磁(ci)流量(liang)計在(zai)滿量(liang)程情(qing)況下(xia)的🌏測(ce)量誤(wu)差在(zai)0.7%以内(nei),比優(you)化前(qian)提升(sheng)了57.1%,反(fan)應靈(ling)敏度(du)比優(you)化前(qian)提升(sheng)了91.7%，對(dui)提升(sheng)化工(gong)廠流(liu)量測(ce)試的(de)正确(que)率,提(ti)高化(hua)工生(sheng)産安(an)全和(he)效率(lü)具有(you)十分(fen)重💋要(yao)的意(yi)義。
1總(zong)體方(fang)案設(she)計
　　當(dang)合成(cheng)氨的(de)氨水(shui)在小(xiao)直徑(jing)管道(dao)内流(liu)動時(shi),由于(yu)水質(zhi)等因(yin)素,會(hui)導緻(zhi)管道(dao)内壁(bi)逐漸(jian)出現(xian)結垢(gou)現象(xiang),目前(qian)經常(chang)采用(yong)的☂️外(wai)置式(shi)電磁(ci)流量(liang)計的(de)測量(liang)精度(du)會受(shou)管道(dao)内壁(bi)變化(hua)的影(ying)⭐響,逐(zhu)漸出(chu)現偏(pian)🔱差,因(yin)此難(nan)以滿(man)足長(zhang)期監(jian)控情(qing)況下(xia)的監(jian)測正(zheng)确率(lü)和可(ke)靠性(xing)需求(qiu)。因此(ci)本文(wen)提出(chu)了一(yi)種📞新(xin)的内(nei)置式(shi)的電(dian)磁流(liu)量☂️計(ji),其整(zheng)體結(jie)構⭕如(ru)圖1所(suo)示中(zhong)。
 
　　該内(nei)置式(shi)電磁(ci)流量(liang)計通(tong)過電(dian)纜和(he)監測(ce)系統(tong)相連(lian)接、,流(liu)量計(ji)測速(su)部分(fen)埋入(ru)管道(dao)内,當(dang)合成(cheng)氨的(de)氨水(shui)通過(guo)該電(dian)磁流(liu)量計(ji)時流(liu)📱量計(ji)根據(ju)液體(ti)流量(liang)的不(bu)同，輸(shu)出☁️不(bu)同的(de)電磁(ci)信♉号(hao),流量(liang)計工(gong)作時(shi)所輸(shu)出的(de)☂️電磁(ci)測量(liang)👈信号(hao)最終(zhong)🌈由測(ce)量系(xi)統進(jin)行集(ji)中處(chu)理後(hou),計算(suan)出準(zhun)确的(de)液體(ti)流量(liang)數據(ju),将其(qi)傳輸(shu)到監(jian)測控(kong)制中(zhong)心，實(shi)現對(dui)整個(ge)化工(gong)生産(chan)⛱️過程(cheng)的反(fan)饋調(diao)節四(si)。
　　爲了(le)提高(gao)内置(zhi)式電(dian)磁流(liu)量計(ji)的測(ce)量精(jing)度和(he)可靠(kao)性,在(zai)液體(ti)進✏️口(kou)位置(zhi)需要(yao)設置(zhi)防護(hu)網,實(shi)現對(dui)流人(ren)到流(liu)量計(ji)🐆内的(de)液體(ti)的過(guo)濾,避(bi)免液(ye)體内(nei)的雜(za)質堵(du)塞流(liu)量計(ji)測量(liang)孔，而(er)且也(ye)能降(jiang)😍低雜(za)質對(dui)流量(liang)計感(gan)應電(dian)極的(de)磨損(sun),提高(gao)測量(liang)結果(guo)的正(zheng)确率(lü)。由于(yu)電磁(ci)流量(liang)計長(zhang)期在(zai)管道(dao)内工(gong)作，環(huan)境較(jiao)爲💋惡(e)劣且(qie)氨水(shui)具有(you)--定的(de)腐蝕(shi)性,因(yin)此流(liu)量計(ji)的外(wai)殼需(xu)要具(ju)有高(gao)防腐(fu)性8]，提(ti)高使(shi)用壽(shou)命和(he)可靠(kao)性。
2傳(chuan)感器(qi)結構(gou)設計(ji)
　　由于(yu)需要(yao)滿足(zu)在小(xiao)管徑(jing)、低流(liu)量情(qing)況下(xia)測速(su)正确(que)率的(de)需⚽求(qiu),因此(ci)對傳(chuan)感器(qi)的工(gong)作靈(ling)敏性(xing)要求(qiu)極高(gao)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。爲了(le)确保(bao)❓内置(zhi)式傳(chuan)感器(qi)的應(ying)用可(ke)靠性(xing),本文(wen)提出(chu)了一(yi)種新(xin)的傳(chuan)🌈感器(qi)結構(gou)田,其(qi)采用(yong)了💛雙(shuang)發射(she)磁極(ji)和雙(shuang)測量(liang)📱電極(ji)結構(gou),發射(she)磁極(ji)和測(ce)量電(dian)極以(yi)兩相(xiang)對稱(cheng)的方(fang)式均(jun)勻分(fen)布在(zai)圓柱(zhu)狀的(de)傳感(gan)器簡(jian)體内(nei)。所用(yong)的測(ce)量電(dian)極和(he)傳感(gan)器外(wai)‼️殼絕(jue)緣，在(zai)磁極(ji)的線(xian)圈内(nei)部設(she)置有(you)鐵芯(xin),從而(er)保證(zheng)所産(chan)📱生的(de)交變(bian)磁場(chang)的穩(wen)定性(xing)，提高(gao)測量(liang)🔞時的(de)精度(du)。傳感(gan)器整(zheng)體結(jie)構截(jie)☁️面如(ru)圖2所(suo)示同(tong)。
 
　　由于(yu)液體(ti)在低(di)速流(liu)動過(guo)程中(zhong)的特(te)性和(he)流道(dao)管徑(jing)關系(xi)🔴較爲(wei)密切(qie)]回，因(yin)此爲(wei)了适(shi)應低(di)流量(liang)、小管(guan)徑情(qing)況下(xia)測量(liang)正确(que)率的(de)⭕需求(qiu),本文(wen)利用(yong)流體(ti)動力(li)學對(dui)不同(tong)管♻️徑(jing)不同(tong)流量(liang)情👈況(kuang)下的(de)流速(su)-管徑(jing)匹配(pei)特性(xing)✏️進行(hang)了研(yan)🐉究,揭(jie)示不(bu)同流(liu)速和(he)管徑(jing)情況(kuang)下的(de)流量(liang)🤩變化(hua)情況(kuang),爲🏒優(you)化管(guan)道結(jie)♋構、提(ti)高監(jian)測正(zheng)确率(lü)奠定(ding)基礎(chu),不同(tong)情況(kuang)下流(liu)量、流(liu)速的(de)的對(dui)應關(guan)系彙(hui)總如(ru)表1所(suo)示。
 
　　根(gen)據實(shi)際匹(pi)配驗(yan)證,在(zai)不同(tong)管徑(jing)、不同(tong)流速(su)情況(kuang)下具(ju)有不(bu)同的(de)最大(da)通過(guo)流量(liang),化工(gong)生産(chan)過程(cheng)中氨(an)水的(de)流量(liang)範圍(wei)爲0~20m/d,其(qi)流👅速(su)在1.5m/s以(yi)内,綜(zong)合分(fen)析後(hou)，本文(wen)提出(chu)的電(dian)磁流(liu)量計(ji)的流(liu)道管(guan)徑♊設(she)置爲(wei)12mm,從而(er)滿足(zu)不同(tong)情況(kuang)下的(de)使用(yong)可靠(kao)性需(xu)求🌏。
3試(shi)驗驗(yan)證分(fen)析
　　爲(wei)了對(dui)該新(xin)型電(dian)磁流(liu)量計(ji)的使(shi)用可(ke)靠性(xing)和測(ce)量正(zheng)确率(lü)進行(hang)分析(xi)，在密(mi)閉管(guan)道中(zhong)裝人(ren)流量(liang)計,對(dui)管道(dao)内✂️輸(shu)人不(bu)同的(de)流量(liang)8],并✍️記(ji)錄電(dian)磁流(liu)量計(ji)的反(fan)應時(shi)間和(he)輸出(chu)頻🏃‍♂️率(lü),将所(suo)輸人(ren)流量(liang)值和(he)☀️該傳(chuan)感器(qi)的流(liu)量測(ce)量值(zhi)進行(hang)拟合(he)對比(bi)，繪制(zhi)關聯(lian)曲線(xian)如圖(tu)3所💯示(shi)。
 
　　由圖(tu)3可知(zhi),随着(zhe)輸人(ren)流量(liang)的增(zeng)加，所(suo)輸出(chu)的頻(pin).率持(chi)續增(zeng)🤟加,而(er)😍且流(liu)量-頻(pin)率呈(cheng)線性(xing)正相(xiang)關，其(qi)線性(xing)系數(shu)高達(da)0.999,表明(ming)該儀(yi)器設(she)備具(ju)🐕有線(xian)性響(xiang)應曲(qu)線，在(zai)該流(liu)量計(ji)的測(ce)量範(fan)圍内(nei)，其測(ce)量誤(wu)差爲(wei)0.6%,比優(you)化前(qian)的1.4%提(ti)升了(le)57.1%。從管(guan)路内(nei)給出(chu)流量(liang)增加(jia)信号(hao)，到系(xi)統發(fa)出流(liu)量監(jian)測結(jie)果,時(shi)間差(cha)約爲(wei)0.01s,比傳(chuan)統流(liu)量計(ji)0.12s的反(fan)應時(shi)間縮(suo)短了(le)91.7%,極大(da)地提(ti)升了(le)電磁(ci)流量(liang)計的(de)反應(ying)靈敏(min)性和(he)可靠(kao)性,爲(wei)進🔞一(yi)步提(ti)🈲升化(hua)工生(sheng)産企(qi)業的(de)産品(pin)😍品質(zhi)和生(sheng)産安(an)全性(xing)❓奠定(ding)了堅(jian)實的(de)基☁️礎(chu)。
4結論(lun)
　　爲了(le)解決(jue)目前(qian)電磁(ci)流量(liang)計測(ce)量精(jing)度偏(pian)差大(da)、靈敏(min)度低(di)的不(bu)足,提(ti)出了(le)一種(zhong)新的(de)電磁(ci)流量(liang)計。對(dui)該電(dian)磁流(liu)量計(ji)☀️的工(gong)🌈作原(yuan)理、、結(jie)構特(te)性等(deng)進行(hang)了分(fen)析,根(gen)據分(fen)析☁️結(jie)果表(biao)🔴明:
1)内(nei)置式(shi)的電(dian)磁流(liu)量計(ji)設置(zhi)有過(guo)濾裝(zhuang)置等(deng),能夠(gou)比傳(chuan)統🐪的(de)外置(zhi)式傳(chuan)感器(qi)具有(you)更高(gao)的測(ce)量精(jing)度和(he)使用(yong)可靠(kao)性;
2)新(xin)的傳(chuan)感器(qi)采用(yong)了雙(shuang)發射(she)磁極(ji)和雙(shuang)測量(liang)電極(ji)結構(gou),能夠(gou)保證(zheng)所産(chan)生的(de)交變(bian)磁場(chang)的穩(wen)定性(xing),提高(gao)測量(liang)時的(de)精度(du);
3)電磁(ci)流量(liang)計需(xu)根據(ju)所使(shi)用環(huan)境的(de)流量(liang)、流速(su)的不(bu)✔️同📐有(you)針對(dui)性地(di)設計(ji)流道(dao)直徑(jing),從而(er)提高(gao)監測(ce)精度(du)和可(ke)靠性(xing);
4)新的(de)電磁(ci)流量(liang)計在(zai)滿量(liang)程情(qing)況下(xia)的測(ce)量誤(wu)差在(zai)0.7%以🛀内(nei)，比優(you)化前(qian)提升(sheng)了57.1%,反(fan)應靈(ling)敏度(du)比優(you)化前(qian)提升(sheng)了91.7%,極(ji)🏃‍♀️大地(di)❗提升(sheng)♍了流(liu)量監(jian)測正(zheng)确率(lü)。

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