電磁流量(liang)計 是根據(jù)法拉弟電(dian)磁感應定(ding)律爲原理(li)進行流量(liang)測量的儀(yí)表。電磁流(liu)量計隻有(yǒu)管道村裏(li)和測量電(dian)極與被🐪測(cè)介📞質接♍觸(chù),隻要選擇(zé)合适的村(cūn)裏和電極(jí)材料,幾乎(hū)可以測⭕量(liàng)一切導電(dian)流體的流(liu)量,由于傳(chuan)感器内沒(méi)有⭐任何活(huo)動部件和(hé)阻流部件(jiàn),尤其适合(hé)測量污水(shui)、泥漿㊙️等含(hán)雜質,顆粒(lì)和液固二(èr)相物質的(de)介質。因此(cǐ),電磁流量(liang)計可應用(yòng)于石油、化(huà)工、污水處(chu)理、水力、電(diàn)力等各領(ling)域的流量(liang)測量。本文(wen)僅對電磁(cí)流❓量計的(de)測量原理(li)和👌勵磁頻(pín)率對測量(liàng)🤞的影響進(jìn)行分析、探(tàn)讨,并結合(hé)實例述選(xuǎn)擇合适測(cè)量頻率的(de)重要性。
1、電(dian)磁流量計(ji)的組成和(hé)測量原理(li)
1.1電磁流量(liàng)計的組成(chéng)
　　電磁流量(liang)計由電磁(ci)流量傳感(gǎn)器和電磁(cí)流量轉換(huàn)器兩🐪部分(fen)組成,如圖(tu)所示,電磁(cí)流量傳感(gan)器安裝在(zai)工藝管道(dào)上,用來将(jiang)介質的流(liú)量變換成(chéng)感應電壓(yā)✨信号。電磁(ci)流量轉換(huan)器向傳感(gan)器提供産(chǎn)生磁場的(de)勵磁電流(liú),接受感應(ying)電壓信号(hào),将流量信(xìn)号放大,處(chu)㊙️理井轉換(huan)成統一的(de)、标準的電(diàn)信号(電🐪流(liu),電壓、頻率(lü)😍)以及數字(zì)信号,液晶(jing)顯示瞬時(shí)流量和累(lèi)積流量

2、電磁流(liu)量計的工(gong)作原理
　　電(dian)磁流量計(jì)是根據法(fa)拉弟電磁(ci)感應定律(lü)的原理制(zhì)造👉的🈲,即導(dao)體在磁場(chǎng)中做切割(gē)磁力線運(yun)動,導體兩(liang)端☂️産生感(gan)生㊙️電動勢(shì),感生電動(dòng)勢的大小(xiǎo)與磁場的(de)磁感應強(qiáng)度成正比(bǐ),與導體的(de)長度成正(zheng)比,與導體(tǐ)的運動速(sù)度成正比(bi)。
E=klub         (1)
式中:E:感生(sheng)電動勢k:比(bi)例系數l:導(dǎo)體的長度(du);u:導體的運(yun)動速度,B:磁(ci)場的磁感(gǎn)應強度。

1.電(diàn)磁流量轉(zhuǎn)換器2.感應(ying)信号傳輸(shū)線3.勵磁信(xìn)号傳輸線(xian)4.傳感器村(cūn)裏5.平衡電(dian)極6.勵磁線(xian)圈7.信号電(diàn)極8.傳感器(qì)測量管9.安(ān)裝法蘭🤩對(dui)于圓形測(ce)量管,流過(guo)的體積流(liu)量爲:
qv=π/4D2u          (2)
根據(ju)式(1)和(2),則流(liú)過圓形測(cè)量管的體(tǐ)積流量爲(wei):
qv=π/4D2?/klB           (3)
當測量管(guǎn)幾何形狀(zhuang)一定、磁場(chang)的磁感應(ying)強度一定(dìng)時:
D=1;
令K*π/4D /kB=則:
Qv=KE         (4)
即(jí):電磁流量(liang)計的體積(ji)流量與感(gǎn)應電動勢(shì)成正比。
3、勵(lì)磁方式分(fèn)析
　　電磁流(liu)量計的勵(lì)磁方式決(jue)定着電磁(ci)流量計的(de)抗幹擾🍉能(neng)力大小和(he)零點穩定(dìng)性能的好(hǎo)壞。電磁流(liu)量計的勵(lì)磁方式大(da)緻可分爲(wèi):直流勵磁(cí)、交流勵磁(ci)、低頻矩形(xing)波勵磁等(deng)。
3.1直流勵磁(ci)
　　直流勵磁(ci),即由水磁(ci)鐵或恒定(ding)直流電流(liu)勵磁産生(sheng)的磁場這(zhe)種磁場産(chǎn)生的流量(liàng)信号是直(zhi)流電壓信(xin)号,幾♌乎沒(méi)有電磁感(gǎn)應的幹擾(rao)産生,直流(liu)信号電壓(ya)容易使流(liu)過測量管(guan)的導電介(jiè)💰質極化,在(zài)測量電極(jí)上産生極(ji)化電壓,造(zao)成量的不(bu)穩定。
3.2交流(liú)助磁
　　交流(liu)勵磁通常(chang)是指使用(yòng)50H或)60Hz)正弦波(bo)的工頻市(shì)電勵磁的(de)✌️傳🐇感器這(zhè)種勵磁方(fāng)式能降低(di)電解質液(yè)體對👄電極(jí)的極化作(zuo)用,因而大(dà)大地降低(di)了漂移直(zhí)流幹擾對(duì)測量的影(yǐng)響。交流勵(li)磁ZUI大✨的缺(quē)點是由于(yu)電磁感應(ying)造成的正(zhèng)交幹擾和(hé)同相幹擾(rǎo)它們影響(xiǎng)流量👄計測(ce)量線性度(dù)和零點的(de)穩定性。
3.3任(rèn)頻矩形波(bo)磁
　　低頻矩(jǔ)形波勵磁(ci)是指使用(yòng)頻率爲工(gong)頻的整數(shu)倍分之一(yī)的矩形波(bo)作爲勵磁(ci)頻率的傳(chuán)感器。勵磁(ci)頻率通常(cháng)爲工頻的(de)1/8-1/32。
低頻矩形(xíng)波勵磁具(ju)有能夠克(kè)服直流勵(li)磁存在極(ji)化電💚壓大(da)🥵的優點,又(yòu)有避免交(jiao)流勵磁存(cún)在電磁感(gan)應幹擾引(yǐn)起正🈚交幹(gàn)擾和間相(xiàng)幹擾的優(you)點,是兼顧(gu)直流勵磁(ci)和交流勵(li)磁兩者優(yōu)點的一🍉種(zhong)勵磁方式(shì)但當用低(dī)❓頻矩形波(bo)勵磁流量(liàng)計測量漿(jiang)液流體時(shí),會産生“漿(jiāng)液噪聲”或(huò)“尖狀幹擾(rao)”。這種幹擾(rao)會使測量(liàng)信号輸出(chu)有較大的(de)波動,嚴重(zhòng)影響測量(liàng)。
　　當流體中(zhōng)的固體顆(kē)粒或纖維(wei)磨擦電極(jí)會形成一(yī)種波形呈(chéng)🏃🏻尖狀的幹(gàn)抗,習慣稱(cheng)作“尖狀幹(gàn)擾”,圖3-1可以(yǐ)🙇‍♀️說明這種(zhǒng)❓幹擾的形(xíng)📱成,金屬在(zai)電解質中(zhong)腐蝕的現(xian)象告訴我(wo)們,電極爲(wei)了抗拒電(diàn)解質的腐(fu)蝕,往往在(zài)與流體開(kai)始接觸時(shí),其表面先(xiān)形成一種(zhǒng)博的氧化(huà)膜。在形成(cheng)氧化膜的(de)過程中,金(jīn)屬與電🔞解(jiě)質之間産(chan)生極高的(de)極化電壓(ya),如果兩電(diàn)極的材質(zhì)和表面狀(zhuang)态完全相(xiang)同,金屬與(yu)電解質之(zhi)間的極化(hua)電壓成爲(wèi)極性相同(tong),幅度相等(děng)的共模幹(gan)擾電壓。當(dang)流體中的(de)固體顆粒(lì)或纖維摩(mó)擦或撞擊(jī)電極表面(miàn),把電極表(biao)面薄層氧(yang)化膜拉破(po)或生♋成劃(hua)痕,傷破的(de)🐕氧化膜需(xu)要重新形(xing)成在重新(xīn)形成氧化(huà)膜的過程(cheng)中,電極對(duì)液體間的(de)極化電壓(ya)将發生突(tū)變。如果兩(liǎng)個電極材(cai)🔴質,結構、表(biǎo)📱面狀态存(cún)在差異,所(suo)産🈲生的極(ji)化共模幹(gan)💘擾變爲差(cha)模幹擾,于(yu)是就出現(xiàn)了流量計(jì)測量輸出(chū)🏃‍♀️的大幅度(du)波動(擺動(dong))。

　　以上分析(xi)說明,固液(ye)兩相流測(cè)量時對“漿(jiāng)液噪聲”問(wen)題‼️,需要從(cóng)勵磁頻率(lü)的選擇上(shang)去解決針(zhēn)對低頻矩(ju)形波勵磁(ci)電磁流量(liàng)計的這一(yī)缺點,電磁(cí)流量計利(lì)🍉用現代先(xian)進的單片(piàn)機技術,設(shè)計了一種(zhong)可控頻率(lǜ)的智能化(huà)電磁流量(liang)轉換器。電(dian)磁流量轉(zhuǎn)😘換器時通(tōng)過程序設(she)計了鍵盤(pan)控制的三(san)種不同🛀🏻的(de)勵磁頻率(lǜ)⚽,勵磁頻率(lǜ)分别✔️6.25Hz、12.5Hz和25.0Hz。在(zài)實際應用(yòng)中可根據(ju)不同的介(jiè)質情況,設(she)置不同☁️的(de)勵磁頻率(lǜ)。
　　電磁流量(liàng)傳感器的(de)原理框圖(tu)如上:此設(she)計在實際(ji)應用🐅中取(qu)得了非常(cháng)明顯的效(xiao)果。
4、實例
(1)口(kou)徑爲DN80電磁(ci)流量計,測(cè)量介質爲(wèi)石灰漿,量(liang)程100m3/h,出廠使(shi)用的🌈勵磁(ci)頻率爲6.25HZ。
(當(dang)時勵磁頻(pín)率還不可(ke)通過鍵盤(pán)設置),安裝(zhuang)後用水調(diao)試時,僅表(biao)運行正常(cháng),當測量工(gong)藝介質石(shi)灰漿時,儀(yi)表輸出跳(tiào)動非常嚴(yan)重,從80m3h到120m3/h,儀(yi)表無法使(shi)用。
　　在現場(chang)詳細了解(jie)了介質工(gong)藝情況後(hòu),得知介質(zhì)中含有大(da)🏃量的顆粒(li),爲典型的(de)液固兩相(xiang)介質,在仔(zǎi)細分析儀(yi)表本身📧運(yùn)行情況後(hòu)确認儀表(biǎo)工作正常(chang),經過研究(jiū)認爲儀🏃🏻表(biao)輸出波動(dong)應爲兩相(xiang)🚶介質中的(de)固♌态顆粒(lì)引起,爲了(le)解決這一(yī)問題,對轉(zhuǎn)換器的單(dān)片機軟件(jiàn)進行了修(xiu)改,增加了(le)12.5Hz和25Hz兩個頻(pin)率,同時增(zeng)加了勵磁(cí)頻率的㊙️鍵(jiàn)盤控制,現(xiàn)場采用25Hz的(de)勵磁頻率(lü),對㊙️儀表重(zhong)新标定後(hou),儀表運行(háng)相當穩定(ding),問題得到(dao)了解決。
(2)口(kou)徑從DN25-DN200電磁(cí)流量計,其(qi)中DN200用于測(cè)量有較多(duo)固體物質(zhì)的水煤灰(hui)漿液,在測(cè)量時同樣(yang)出現輸出(chū)波動現象(xiàng),出📐庫時設(shè)置的勵磁(ci)頻率默認(ren)值爲6.25Hz,用戶(hu)通過電📐話(huà)反映了具(ju)體現象後(hòu),建議用戶(hù)現場通過(guo)鍵盤将🥵勵(li)磁頻度設(shè)置爲12.5Hz,更改(gai)設置後💘,儀(yí)表輸出穩(wěn)定,運行☂️正(zhèng)常。
5、小結
　　通(tong)過以上對(dui)電磁流量(liàng)計勵磁頻(pin)率的分析(xi)和實例分(fen)析可以看(kan)👨‍❤️‍👨出,電磁流(liú)量計的勵(li)磁頻率對(dui)液固兩相(xiang)介質的測(cè)量具有非(fei)常嚴重的(de)影響,隻有(yǒu)選擇合🛀适(shi)的勵磁方(fāng)式和勵磁(ci)頻率,儀表(biao)才能得到(dào)滿意的測(cè)量結果,現(xian)在出現☔了(le)所謂的三(sān)值勵磁技(ji)術和雙頻(pin)勵磁技術(shù)♍,但每種勵(lì)磁方式都(dōu)有各自的(de)優缺點♌,我(wǒ)們相信随(suí)🐇着現代單(dān)片機技💔術(shu)和儀表智(zhì)能化技術(shu)的發展,一(yi)定會有更(geng)完🤞善、先進(jìn)的勵磁方(fang)式出現。

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