電磁流量(liàng)計 是根據法(fǎ)拉弟電磁感(gan)應定律爲原(yuan)理進行流量(liàng)測量🙇‍♀️的儀表(biao)。電磁流量計(jì)隻有管道村(cūn)裏和測量電(diàn)極與被測介(jiè)質接觸,隻要(yao)選擇合适的(de)村裏和電極(ji)材料,幾乎可(kě)以測量一切(qiē)導電流🔴體的(de)流量,由于傳(chuan)感器内沒有(yǒu)🏃🏻任何活動部(bù)件和阻流部(bù)件,尤其适合(hé)測量污水、泥(ni)漿等含雜質(zhì),顆粒和液固(gu)二相物質的(de)介質。因此,電(diàn)磁流💃🏻量計可(kě)應用于石油(you)、化工、污水處(chù)理、水力、電力(li)等各領🛀🏻域的(de)流量測量。本(běn)文僅對電磁(cí)流量計的測(ce)量原理和勵(lì)磁頻率對測(cè)量的影響進(jin)行分析、探讨(tao),并結合實例(lì)🛀述選擇📧合适(shi)測量頻率的(de)重👨‍❤️‍👨要性。
1、電磁(cí)流量計的組(zu)成和測量原(yuán)理
1.1電磁流量(liàng)計的組成
　　電(diàn)磁流量計由(you)電磁流量傳(chuan)感器和電磁(cí)流量轉換器(qì)🏃🏻‍♂️兩部分組成(cheng),如圖所示,電(dian)磁流量傳感(gǎn)器安裝在🤞工(gong)藝管道☎️上,用(yòng)💞來将🐇介質的(de)流量變換成(chéng)感應電壓信(xin)号。電磁流量(liang)轉換器向傳(chuan)感器提供産(chǎn)生磁場的⛱️勵(lì)磁電流,接受(shòu)感應電壓信(xìn)号🔞,将流量信(xin)号放大,處理(li)井轉換成統(tong)一的、标準的(de)電信号(電流(liú),電壓、頻率)以(yi)及數字信号(hào),液晶顯示瞬(shun)時流量和累(lèi)積流✉️量

2、電磁(cí)流量計的工(gōng)作原理
　　電磁(ci)流量計是根(gēn)據法拉弟電(dian)磁感應定律(lü)的原理制造(zào)的,即導體在(zài)磁場中做切(qiē)割磁力線運(yùn)動,導體兩端(duān)産生感生電(diàn)動🆚勢,感生電(dian)動勢的大小(xiǎo)與磁場的磁(ci)感應強度成(cheng)正比,與導體(ti)的長度成正(zheng)比,與導🧡體的(de)運動速度成(chéng)正比。
E=klub         (1)
式中:E:感(gǎn)生電動勢k:比(bi)例系數l:導體(ti)的長度;u:導體(tǐ)的運動速度(dù),B:磁場的磁感(gǎn)應強度。

1.電磁(ci)流量轉換器(qì)2.感應信号傳(chuan)輸線3.勵磁信(xin)号傳輸線4.傳(chuan)感器村裏5.平(píng)衡電極6.勵磁(cí)線圈7.信号電(dian)極8.傳感☂️器測(ce)量管9.安裝法(fǎ)蘭對于☎️圓形(xing)測量管,流過(guo)的體積流量(liàng)爲❌:
qv=π/4D2u          (2)
根據式(1)和(he)(2),則流過圓形(xing)測量管的體(tǐ)積流量爲:
qv=π/4D2?/klB           (3)
當(dang)測量管幾何(he)形狀一定、磁(ci)場的磁感應(yīng)強度一定時(shí):
D=1;
令K*π/4D /kB=則:
Qv=KE         (4)
即:電磁(cí)流量計的體(tǐ)積流量與感(gǎn)應電動勢成(chéng)正比。
3、勵磁方(fang)式分析
　　電磁(cí)流量計的勵(li)磁方式決定(ding)着電磁流量(liang)計的抗幹♉擾(rǎo)能力大小和(he)零點穩定性(xing)能的好壞。電(diàn)磁流量計的(de)勵磁方式大(dà)緻💃可分🧑🏾‍🤝‍🧑🏼爲:直(zhí)流勵磁、交流(liú)勵磁、低頻矩(ju)形波勵磁🈚等(deng)。
3.1直流勵磁
　　直(zhi)流勵磁,即由(you)水磁鐵或恒(héng)定直流電流(liu)勵磁産生的(de)磁場這✂️種磁(cí)場産生的流(liu)量信号是直(zhi)流電壓信号(hao),幾乎沒有電(diàn)😘磁感應的幹(gan)擾産生,直流(liú)信号電壓容(róng)易使🏃‍♂️流過測(cè)量管的♊導電(diàn)介質極化,在(zai)測量電極🈚上(shang)産生極化電(diàn)壓,造成量的(de)不穩定。
3.2交流(liú)助磁
　　交流勵(li)磁通常是指(zhǐ)使用50H或)60Hz)正弦(xián)波的工頻市(shì)電勵🔴磁的❓傳(chuan)感器這種勵(li)磁方式能降(jiàng)低電解質液(ye)體對電極的(de)極化作用,因(yin)而大🧑🏾‍🤝‍🧑🏼大地降(jiang)低了漂移直(zhi)流幹擾對測(cè)量的影響。交(jiao)流勵磁ZUI大的(de)缺點是由于(yú)電磁感應造(zào)成💜的正交幹(gàn)擾和同相幹(gàn)擾它們影響(xiǎng)流量計測量(liàng)線性度和零(líng)點的穩定性(xing)。
3.3任頻矩形波(bo)磁
　　低頻矩形(xing)波勵磁是指(zhǐ)使用頻率爲(wei)工頻的整數(shu)倍🧡分之🈲一🐇的(de)矩形波作爲(wèi)勵磁頻率的(de)傳感器。勵磁(ci)頻率通常爲(wei)工頻的1/8-1/32。
低頻(pin)矩形波勵磁(cí)具有能夠克(kè)服直流勵磁(cí)存在極化電(diàn)壓大的優點(diǎn),又有避免交(jiāo)流勵磁存在(zai)電磁感應幹(gan)👈擾引起正⛱️交(jiao)幹擾和間相(xiang)幹擾的優點(dian),是兼顧直流(liú)勵磁和交✨流(liú)勵磁兩者優(you)🚩點的一㊙️種勵(li)磁方式但當(dāng)用低頻矩形(xing)波勵磁流量(liang)👅計測量漿液(yè)流體時,會産(chan)生“漿液🍉噪聲(shēng)”或“尖狀幹擾(rǎo)”。這種幹擾會(hui)使測量信号(hao)輸出有較大(da)的波動,嚴重(zhòng)影響測量。
　　當(dang)流體中的固(gù)體顆粒或纖(xiān)維磨擦電極(ji)會形成一種(zhǒng)波形呈尖㊙️狀(zhuang)的幹抗,習慣(guàn)稱作“尖狀幹(gàn)擾”,圖3-1可以說(shuō)明這種幹擾(rǎo)的形成,金屬(shu)在電解質中(zhong)腐蝕的現象(xiang)告訴我們,電(diàn)極爲了㊙️抗拒(jù)電解質的⛹🏻‍♀️腐(fǔ)蝕,往往在⭕與(yǔ)流體開🔴始接(jiē)觸時,其表面(mian)先形成一種(zhǒng)博的氧化🚩膜(mó)。在形成氧化(huà)膜的過程中(zhōng),金屬與電解(jie)質之間産✊生(sheng)極高的極化(hua)電壓,如果兩(liǎng)電極的材質(zhì)和表🐉面狀态(tai)完全相同,金(jin)屬📐與電解😘質(zhi)之間的極化(hua)電壓成爲極(ji)性相同,幅度(du)相等☔的共模(mo)幹擾電壓。當(dang)🔞流體中的🐅固(gu)體顆粒或纖(xian)維摩擦或撞(zhuang)擊電極表面(miàn),把電極表面(mian)薄層氧化膜(mo)拉破或生成(chéng)劃痕,傷破的(de)氧化膜需🐉要(yao)重新形成在(zài)重新形成氧(yǎng)化膜的過程(cheng)中,電極對液(ye)體間的極化(huà)電壓将發生(shēng)突變。如果兩(liang)個電極材質(zhi),結構、表👅面狀(zhuang)态存在差異(yi),所産生的極(jí)化共模幹擾(rao)變爲差模幹(gàn)擾,于♋是就出(chū)現了流量計(ji)測量輸出🌂的(de)大幅度波動(dòng)(擺動🔴)。

　　以上分(fen)析說明,固液(ye)兩相流測量(liang)時對“漿液噪(zào)聲”問題,需🚶要(yao)從勵磁頻率(lǜ)的選擇上去(qu)解決針對低(dī)頻矩形波勵(li)磁電磁流量(liang)計的這一缺(quē)點,電磁流量(liang)計利用現代(dài)先進的單片(pian)機技術,設計(ji)了一種可控(kong)頻率的智能(neng)化電磁流量(liang)轉換器。電磁(cí)流量轉換器(qi)時通🤩過程序(xu)設計了鍵盤(pán)控制的三種(zhǒng)不同的勵磁(cí)頻率🌂,勵磁頻(pin)率分别6.25Hz、12.5Hz和25.0Hz。在(zai)實際應用中(zhōng)可根據不同(tong)的介質情況(kuàng),設置不同的(de)勵磁頻率。
　　電(diàn)磁流量傳感(gǎn)器的原理框(kuang)圖如上:此設(she)計在實際應(yīng)用中📧取得👅了(le)非常明顯的(de)效果。
4、實例
(1)口(kǒu)徑爲DN80電磁流(liú)量計,測量介(jiè)質爲石灰漿(jiāng),量程100m3/h,出廠使(shi)用的勵磁頻(pin)率爲6.25HZ。
(當時勵(li)磁頻率還不(bu)可通過鍵盤(pan)設置),安裝後(hòu)用水調試時(shí),僅表運行正(zheng)常,當測量工(gong)藝介質石灰(hui)漿時,儀表輸(shū)出❗跳動✨非常(chang)嚴重,從80m3h到120m3/h,儀(yi)表無法使用(yòng)。
　　在現場詳細(xi)了解了介質(zhi)工藝情況後(hou),得知介質中(zhōng)含有大量✔️的(de)顆粒,爲典型(xing)的液固兩相(xiang)介質,在仔細(xi)分析儀表本(ben)身🍓運行情況(kuàng)後确認儀表(biao)工作正常,經(jing)過研究認爲(wei)儀表輸出波(bo)動應爲兩相(xiàng)介質中的固(gu)态顆粒引起(qǐ),爲了解決這(zhe)一問題,對轉(zhuan)換器的單片(piàn)機軟件進行(háng)了修改,增加(jia)🍓了12.5Hz和25Hz兩個頻(pin)🏃率,同時增加(jiā)🌍了勵磁頻率(lü)的鍵盤控制(zhi),現場采用25Hz的(de)勵磁頻率,對(dui)儀表重新标(biao)定後,儀表運(yun)行相當穩定(dìng),問題得到了(le)♊解決。
(2)口徑從(cóng)DN25-DN200電磁流量計(jì),其中DN200用于測(cè)量有較多固(gù)體物質💃的水(shui)煤灰漿液,在(zài)測量時同樣(yàng)出現輸出波(bō)動現象,出🈲庫(kù)時設置的勵(lì)磁頻率默認(rèn)值爲6.25Hz,用戶通(tong)過電話反映(ying)㊙️了具體現象(xiàng)後,建議用戶(hu)現場通過鍵(jian)盤将勵磁頻(pin)度設置爲12.5Hz,更(gèng)改設置後,儀(yi)表輸出📐穩定(dìng),運行正常。
5、小(xiǎo)結
　　通過以上(shang)對電磁流量(liang)計勵磁頻率(lü)的分析和實(shí)例分🏃‍♂️析可以(yi)看出,電磁流(liu)量計的勵磁(ci)頻率對液固(gù)兩相介質的(de)❓測量具有非(fei)常嚴重的影(yǐng)響,隻有選擇(zé)合适的勵磁(cí)方式🧑🏾‍🤝‍🧑🏼和勵磁(ci)頻率,儀表才(cái)能🎯得到滿意(yì)的測量結果(guo),現在出現📱了(le)所謂的三值(zhí)勵磁🧡技術和(he)雙頻勵磁技(ji)術👄,但每種勵(lì)磁🔞方式都有(yǒu)各自的優缺(quē)點,我們相信(xìn)随♉着現代單(dān)片機技術和(he)儀表智能化(huà)技術的發展(zhǎn),一定會有更(gèng)完善、先進的(de)勵磁方式出(chu)現。

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