[摘要] 電磁流(liu)量計 以其優良的(de)性能廣泛應用于(yú)各行各業，但是由(you)于其原理特性，尤(yóu)其是勵磁電流的(de)存在，限制了其在(zai)煤礦、選礦等安🤞全(quan)要求較㊙️高場所的(de)應用。本文介紹一(yī)種礦用防爆電磁(cí)流量計 的本質安(ān)全勵磁電路.
1.引言(yán)
　　在測流儀表行業(ye)，電磁流量計具有(yǒu)精度高、穩定性好(hǎo)💃🏻、量程比寬、無壓損(sǔn)等優點，廣泛應用(yòng)于石油、化工、冶金(jin)、電力、給排水等領(lǐng)域。然而，由于煤礦(kuàng)安全性的特殊要(yao)求，目前可用于煤(méi)礦井下的電磁流(liú)量計在國内尚屬(shǔ)空白。
2.電磁流量計(jì)工作原理
　　電磁流(liú)量計根據法拉第(dì)電磁感應定律工(gōng)作，測量管内無阻(zu)🐆流🍉部件，用于測量(liang)單相或多相導電(diàn)流體流量⭐。當導電(dian)流體在磁場🔴中運(yun)動時，将在流體兩(liǎng)側産生感應電勢(shi)，其大小🆚與流速成(cheng)正比，據此可測流(liu)量值，如圖1所示。

據電磁(cí)感應定律:導電流(liú)體在磁場中切割(ge)磁力線時，産📱生感(gan)應電動勢的大小(xiǎo)爲:
U=BDV:
B一磁場密度(T)
D一(yi)管徑(m)
V一流速(m/s)
流體(tǐ)流量爲:
Q=3600XVxSm/h
式中:S一管(guǎn)道截面積(m°)
則:
Q=3600XUXS/(BD)m%/h
　　其中(zhong)B、D、S爲常量，流量與感(gǎn)應電動.勢U成正比(bǐ)關系，因此，測得💰感(gǎn)應電動勢U,即可得(dé)到流體流量。
　　由此(ci)可見，電磁流量計(jì)正常運行需要有(yǒu)穩定的磁🥰場，而磁(cí)場正是靠傳感器(qi)線圈内的勵磁電(diàn)流來産生的。勵磁(cí)線圈如圖2所示。

　　一對(dui)線圈對稱安裝在(zai)傳感器正對的兩(liǎng)側，以産生均勻的(de)😍磁🔴場，傳感器剖面(miàn)圖如圖3所示

3.礦用儀(yi)表的安全性要求(qiu)
　　對于礦用電氣産(chan)品，其防爆安全性(xing)至關重要。目前📧，我(wo)國防爆電♍氣産品(pǐn)的類型主要以隔(gé)爆型和本質安全(quán)型爲主;并且隻有(yǒu)本安.設備能夠用(yong)在0區危險場所[]。礦(kuang)用本質安全型産(chan)品要做本質安全(quán)性能檢驗，其中本(ben)安火花試驗是最(zuì)重要的檢驗項目(mu)之一❄️。當電路發生(shēng)🈲通斷時，會以火花(huā)形式釋放能量。能(neng)量大于某一臨界(jie)值時，便會點燃爆(bao)炸性氣體混合物(wu)😄，從而引發爆炸。本(běn)安設計🍓就是要控(kòng)制電路産生的電(dian)火花能量，從而實(shí)現電路的本質安(ān)全🐆。本質安全電路(lu)要求在正常工作(zuò)👨‍❤️‍👨和故障狀态下都(dou)必須是安全的，所(suo)産生的電火花均(jun)不足以點燃周圍(wei)環境中🈲的爆炸性(xìng)混合氣體。
4.電磁流(liu)量計本安勵磁電(dian)路
　　電磁流量計傳(chuán)感器勵磁電流是(shì)産生電火花的危(wēi)險源，電磁流量計(ji)要用于井下，首先(xiān)得勵磁電路達到(dào)本質安全要求。
　　電(dian)磁流量計傳感器(qi)電氣部分由2個線(xiàn)圈組成，如圖4.

　　其電(diàn)參數主要是電阻(zǔ)和電感，電阻值爲(wèi)40-600(兩線圈串聯)，電感(gan)🚶‍♀️量爲100-300mH，其中電感量(liàng)是危險源所在。當(dāng)電流.流過電感線(xian)☁️圈時，在線💜圈内部(bù)會産生磁場，磁場(chang)貯存能量，當🔞電路(lù)斷開時，儲存在線(xian)圈中的能量就會(huì)以火花的形式釋(shi)放出來，應此必須(xu)吸收或🔴洩放線圈(quān)💘的貯能才能達到(dao)本安的🏒要求。
　　在線(xian)圈兩端并聯緒流(liu)支路，以洩放線圈(quān)儲存的磁場能，降(jiàng)低通斷時的電火(huǒ)花能量。如圖5所示(shi)。

　　在正常狀态，它不(bu)影響電路工作，當(dang)電路斷開時，它與(yǔ)線圈組成洩放回(hui)路，将電壓鉗位在(zài)二極管正向💞導通(tong)❤️壓降(0.7V左右)但是，簡(jian)單的緒流二極管(guǎn)隻适用于直流電(dian)路，即單向電流情(qing)況。爲了避免㊙️電極(jí)極化現象和消除(chu)市電噪聲幹擾，電(dian)磁流量計需采用(yòng).低頻矩形波勵磁(cí)，因此勵磁信号是(shi)周期性雙向電流(liu)，如圖6所示。

　　因此，傳(chuán)統的普通二極管(guan)無法滿足應用。
　　這(zhe)裏，采用一種新型(xing)的瞬态電壓抑制(zhì)器(TransientVo1tageSuppressor)，簡稱TVS管。TVS管是在(zài)穩壓管工藝基礎(chu)上發展起來的一(yi)種新型電子元件(jiàn)，當TVS管兩端産生瞬(shùn)✍️間的高壓沖擊時(shi)，它能以極高的速(sù)度(最☔高達1/101秒)驟然(ran)降低阻抗😄爲導通(tong)狀态📐，吸收電流，洩(xiè)放能量。它的特點(diǎn)是:響應速度快(ps級(jí))、鉗位精準(0.1V)、洩放能(néng)裏強(幾A到幾百，最(zui)重要的一點，它可(ke)以實現雙向鉗🔞位(wèi)洩放，滿足我⭐們雙(shuāng)向勵磁的要求，不(bú)影響電磁流量計(ji)正常🔆工作并起到(dào)抑制火花作✉️用。如(ru)圖7所示。

　　在激磁電(dian)流是125mA，線圈電阻爲(wei)452.情況下，線圈工作(zuò)電壓爲5.625V，選♌用6.8V雙向(xiàng)TVS管P6KE6.8CA做洩放回路，其(qí)反應速度快，開關(guān)延遲約爲lps，鉗位正(zheng)确有效抑制了能(néng)量外洩.
完整的勵(lì)磁電流邏輯電路(lu)如圖8所示。

　　此電路(lu)通過了國家安全(quan)生産礦用設備檢(jian)測檢驗中💃🏻心防😘爆(bào)站并聯、串聯、短路(lu)、斷路等安全實驗(yàn)測試，達到本質安(ān)全㊙️标準。
5.結束語
　　防(fáng)爆電磁流量計在(zài)本安電路設計中(zhong)應用電容或電感(gǎn)等貯能📧器件時，在(zai)滿足電路正常功(gōng)能的情況.下，提供(gong)有效的保護🐉措施(shi)💞，限制能量輸出并(bìng)提供能量洩放回(huí)路，以降低發生短(duǎn)路、斷路時的電火(huǒ)花能量，從而達🐆到(dao)本質安全。

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