摘要:針對目(mu)前電磁流量(liang)計 測量精度(du)偏差大、靈敏(mǐn)度不高的缺(que)陷,提出了一(yi)種新的基于(yu)電磁感應原(yuán)理的電磁流(liu)量計。分析了(le)該電磁流量(liang)計的工作⛹🏻‍♀️原(yuan)理、結構特性(xìng)等,對不同流(liú)速情況下所(suo)對應的最佳(jia)流道管徑進(jìn)行了研究。結(jie)果表明，優化(hua)後電磁流❌量(liang)計在滿量程(cheng)情況下的測(cè)量📧誤差在0.7%以(yi)内💔,比優化前(qian)提升了57.1%;反應(yīng)靈敏度比優(you)化前提升了(le)91.7%。
引言
　　電磁流(liú)量計是一種(zhǒng)廣泛應用在(zài)流體測量中(zhong)的計🏃🏻量㊙️設備(bèi),在化🌈學工業(ye)中廣泛應用(yòng)于合成氨的(de)氨水流量測(cè)量等,其測量(liang)的正🥰确率和(he)靈敏性直接(jie)決定了化工(gong)合成産🐪品的(de)純💃度和經濟(jì)性,一旦其精(jing)度不足或者(zhe)靈敏性過低(dī)，将直接導緻(zhi)化工生産的(de)異常。目前多(duō)數電磁流量(liàng)計爲正确級(jí)别爲1級的一(yi)對電㊙️極控制(zhi)模式,主🐇要适(shi)用于大管徑(jing)、高流速情況(kuang)下的流量測(cè)試，無法滿🚶‍♀️足(zú)小管徑、慢流(liu)速、精度高、快(kuài)反應的監測(cè)需求，極大地(di)☀️限制了化工(gong)生産效率和(hé)精度🎯的進一(yi)步🏃‍♂️提升。
　　爲提(tí)高電磁流量(liàng)計在小管徑(jing)、低流速模式(shì)下的工作正(zhèng)🥰确🌈率和🧡反應(ying)靈敏性，提出(chu)一種新的内(nei)流式的✨電磁(cí)流量計,對該(gai)流量計的工(gong)作原理、結構(gou)特點等進行(háng)了分析,特别(bie)是對不同流(liu)💋速下的最佳(jiā)流道管徑匹(pǐ)配情況進行(hang)研究,從而确(què)定流道結構(gòu)。根據實🌐際測(cè)試表明☀️，新的(de)電磁流👅量計(ji)在滿量程情(qíng)況下的測量(liang)誤差在0.7%以内(nei),比優化前提(ti)升了57.1%,反應靈(ling)敏度比優化(hua)前提升了91.7%，對(duì)提升化工廠(chǎng)流量測試的(de)正确率,提高(gao)化工生産安(ān)全和效率具(jù)有十分重要(yao)的意義。
1總體(tǐ)方案設計
　　當(dang)合成氨的氨(an)水在小直徑(jing)管道内流動(dong)時,由于水質(zhì)等因素,會導(dǎo)緻管道内壁(bì)逐漸出現結(jié)垢現象,目前(qian)經🧑🏾‍🤝‍🧑🏼常采🙇🏻用的(de)外置式電磁(cí)流量計的測(ce)量精度會⁉️受(shou)管道🈲内壁變(biàn)化的影響,逐(zhú)漸出現偏差(cha),因此難以滿(mǎn)足長期🤟監控(kong)情況下的監(jian)測🆚正确率和(he)☎️可靠性需求(qiu)。因此本文提(tí)出了一種⭐新(xin)的内置式的(de)電磁流量計(ji),其整體結⁉️構(gòu)如圖1所示中(zhōng)。
 
　　該内置式電(diàn)磁流量計通(tōng)過電纜和監(jian)測系統相連(lian)接、,流❓量計測(ce)速部分埋入(ru)管道内,當合(he)成氨的氨水(shui)通過該電磁(ci)流量計🚩時流(liu)量計根據液(ye)體流量的不(bú)💁同，輸出不同(tóng)的電磁信号(hao),流量計工作(zuo)🏃時所輸出的(de)電磁測量信(xin)号最終由測(cè)量系💚統進行(hang)集中處理後(hòu)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,計算出準确(que)的液體流量(liàng)數據,将其傳(chuan)輸到監測控(kòng)制中心，實現(xiàn)對整個化工(gōng)生産過程的(de)反饋調節四(sì)。
　　爲了提高内(nèi)置式電磁流(liú)量計的測量(liàng)精度和可靠(kao)性,在液體🔴進(jìn)口位置需要(yao)設置防護網(wǎng),實現對流人(rén)到流量計👈内(nèi)的液體的過(guò)濾,避免液體(tǐ)内的雜質堵(du)塞流量計測(ce)量孔，而且也(ye)能降低雜質(zhì)對流量計感(gǎn)應電極的磨(mo)損,提高測量(liàng)結果㊙️的正确(que)率。由于電磁(cí)流量計長期(qī)在管道内工(gong)作，環境較爲(wei)惡劣且氨水(shui)💞具有--定的腐(fu)蝕性,因此流(liu)量計的外殼(ké)需要具有高(gao)防腐性8]，提高(gao)使用壽命和(hé)❌可靠性。
2傳感(gan)器結構設計(jì)
　　由于需要滿(man)足在小管徑(jìng)、低流量情況(kuàng)下測速正确(que)率的⭐需求,因(yin)此對傳感器(qì)的工作靈敏(min)性要求極高(gāo)👣。爲了确保㊙️内(nei)置式傳感器(qì)🤟的應用可靠(kào)性,本文提出(chu)了一種新的(de)傳感器結構(gou)田,其采用了(le)雙發射磁極(ji)和雙測量電(dian)極結構,發射(shè)磁極⁉️和測量(liang)電極以兩相(xiàng)對稱的方式(shi)均勻分布在(zài)圓柱狀的傳(chuan)感器簡體内(nei)。所用的測量(liang)電極和傳感(gan)器外殼絕緣(yuan)，在磁極的線(xiàn)圈内部設置(zhì)有鐵芯,從而(er)🛀保證所産生(sheng)的交變磁場(chang)的💜穩定性，提(tí)高測量🌐時的(de)精度。傳感器(qi)整體結構截(jié)面如圖2所💰示(shì)同。
 
　　由于液體(ti)在低速流動(dong)過程中的特(tè)性和流道管(guan)徑關系較🌈爲(wèi)密切]回，因此(ci)爲了适應低(dī)流量、小管徑(jìng)情🐅況下測量(liang)📧正确率的需(xū)求,本文利用(yong)流體動力學(xue)對不同管♋徑(jing)不同流量情(qíng)況下的流速(su)-管徑匹配特(te)性進行了研(yán)究,揭示不同(tóng)流速和💘管徑(jìng)情況下的流(liú)量變化情況(kuang),爲優化管道(dào)結構、提高監(jian)測正确率奠(dian)定基礎,不同(tóng)情況下流量(liàng)、流速的的對(duì)應關系彙總(zong)如表1所示。
 
　　根(gēn)據實際匹配(pèi)驗證,在不同(tong)管徑、不同流(liu)速情況下具(ju)✔️有不🏃同的最(zui)大通過流量(liang),化工生産過(guo)程中氨水🌏的(de)流量範圍爲(wei)0~20m/d,其流速在1.5m/s以(yǐ)内,綜合分析(xi)後，本文提出(chū)的電磁流量(liàng)計的流道管(guan)徑🐅設置爲12mm,從(cóng)而滿足不同(tóng)情況下的使(shi)用可靠性需(xu)求🚩。
3試驗驗證(zheng)分析
　　爲了對(dui)該新型電磁(ci)流量計的使(shi)用可靠性和(he)測量正确率(lü)🙇🏻進行分析，在(zai)密閉管道中(zhōng)裝人流量計(jì),對管道内輸(shū)人不同的流(liu)量8],并記錄電(diàn)磁流量計的(de)反應時間和(he)輸出頻⛹🏻‍♀️率,将(jiang)所輸人流量(liang)值和🈲該傳感(gan)器的流量測(cè)量⭐值進行拟(ni)合對比，繪制(zhi)關聯曲線如(ru)圖3所🌈示。
 
　　由圖(tu)3可知,随着輸(shū)人流量的增(zēng)加，所輸出的(de)頻.率持續增(zeng)加🈲,而且流量(liàng)-頻率呈線性(xing)正相關，其線(xian)性系數高達(dá)0.999,表明該儀器(qi)設備具有線(xian)性響應曲線(xiàn)，在該流❓量計(jì)的測量範圍(wéi)内，其🆚測量誤(wù)差爲0.6%,比優化(hua)前的1.4%提升了(le)57.1%。從管路内給(gei)出流量增加(jiā)信号，到系統(tǒng)發出流量監(jian)測結果,時間(jian)差約爲0.01s,比傳(chuán)統流量☎️計0.12s的(de)反應時間縮(suō)短了91.7%,極大地(dì)提升了電磁(ci)流量計的反(fan)應靈敏性和(hé)可靠性,爲進(jin)一步提升化(hua)工生産企業(yè)的産品品質(zhì)和生産安全(quan)性奠定了堅(jiān)實的基礎。
4結(jié)論
　　爲了解決(jue)目前電磁流(liú)量計測量精(jing)度偏差大、靈(líng)敏度低☎️的不(bu)❌足,提出了一(yī)種新的電磁(ci)流量計。對該(gai)電磁流量計(jì)的工作原理(li)、、結構特性等(deng)進行了分析(xī),根據分析結(jie)果表明:
1)内置(zhi)式的電磁流(liú)量計設置有(you)過濾裝置等(deng),能夠比傳統(tǒng)的外置式傳(chuan)感器具有更(gèng)高的測量精(jing)度和使用可(ke)靠性;
2)新的傳(chuán)感器采用了(le)雙發射磁極(ji)和雙測量電(dian)極結構,能夠(gòu)💃保證所産生(shēng)的交變磁場(chang)的穩定性,提(tí)高測👨‍❤️‍👨量時的(de)精度;
3)電磁流(liú)量計需根據(ju)所使用環境(jing)的流量、流速(sù)的不同有針(zhēn)對性地設計(jì)流道直徑,從(cóng)而提高監測(cè)精度♻️和可靠(kào)性;
4)新的電磁(ci)流量計在滿(man)量程情況下(xia)的測量誤差(chà)在0.7%以内，比優(yōu)化前提升了(le)57.1%,反應靈敏度(du)比優化前提(ti)升了91.7%,極⭐大地(dì)提升了流量(liàng)監🌂測正确率(lǜ)。

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