電(dian)磁流量(liàng)計 是根(gen)據法拉(la)弟電磁(ci)感應定(ding)律爲原(yuán)理進行(háng)流量測(ce)量的儀(yí)表。電磁(cí)流量計(ji)隻有管(guǎn)道村裏(li)和測量(liang)電極與(yǔ)被測介(jiè)質接觸(chu),隻要選(xuǎn)擇合适(shi)的村裏(li)和電極(jí)材料,幾(jǐ)乎可以(yǐ)測量一(yi)切導電(dian)流體的(de)流量,由(you)于傳感(gǎn)👣器内沒(mei)有任何(hé)活動部(bu)件和阻(zǔ)💃流部件(jian),尤其适(shi)合測量(liàng)污水、泥(ni)漿等含(han)雜質,顆(kē)粒和液(ye)固二相(xiàng)物質的(de)介質。因(yīn)此,電磁(ci)流⛷️量計(jì)可應用(yòng)于🧑🏾‍🤝‍🧑🏼石油(you)、化工、污(wū)水處理(lǐ)🐕、水力、電(diàn)力等各(gè)領域的(de)流量測(ce)量。本文(wen)僅對電(diàn)磁流量(liàng)🥰計的測(cè)量原理(li)和勵磁(ci)頻率對(dui)測量的(de)🤩影響進(jìn)行分析(xi)、探讨,并(bing)結合實(shí)例述選(xuan)擇合适(shi)測量頻(pin)率的重(zhong)要性。
1、電(diàn)磁流量(liàng)計的組(zǔ)成和測(cè)量原理(lǐ)
1.1電磁流(liu)量計的(de)組成
　　電(diàn)磁流量(liàng)計由電(diàn)磁流量(liàng)傳感器(qì)和電磁(ci)流量轉(zhuan)換♍器兩(liǎng)部分組(zu)成,如圖(tu)所示,電(dian)磁流量(liàng)傳感器(qì)安裝在(zai)📞工藝管(guan)道上,用(yòng)💛來将介(jie)質的流(liú)量變換(huàn)成感應(ying)電壓信(xìn)号。電磁(cí)流量轉(zhuan)換器向(xiang)傳感器(qì)提供産(chan)生磁場(chǎng)的勵磁(ci)電流,接(jiē)受感應(yīng)電壓信(xìn)号🤩,将流(liu)量信号(hào)放大,處(chù)理井轉(zhuan)換成統(tǒng)一的、标(biāo)準❓的電(diàn)信号(電(dian)流,電壓(yā)、頻率)以(yǐ)及數字(zì)信号,液(ye)晶顯示(shì)瞬時流(liú)量和累(lei)積流‼️量(liàng)

2、電磁(cí)流量計(ji)的工作(zuo)原理
　　電(diàn)磁流量(liang)計是根(gen)據法拉(la)弟電磁(cí)感應定(dìng)律的原(yuan)理制造(zao)的,即導(dǎo)體在磁(cí)場中做(zuo)切割磁(ci)力線運(yun)動,導體(ti)兩端産(chǎn)生感生(sheng)電動勢(shì),感生電(dian)動勢的(de)大小與(yu)磁場🌐的(de)磁感應(ying)強度成(chéng)正比🍉,與(yu)導體的(de)長度成(chéng)正比,與(yǔ)導體的(de)運動速(su)度成正(zheng)比。
E=klub         (1)
式中(zhong):E:感生電(diàn)動勢k:比(bǐ)例系數(shù)l:導體的(de)長度;u:導(dǎo)體的運(yun)🔞動速度(du),B:磁場的(de)磁感應(yīng)強度。

1.電(dian)磁流量(liang)轉換器(qì)2.感應信(xin)号傳輸(shu)線3.勵磁(cí)信号傳(chuan)輸線4.傳(chuan)感📧器村(cun)裏5.平衡(héng)電極6.勵(li)磁線圈(quan)7.信号電(dian)極8.傳感(gan)器測😘量(liang)管9.安裝(zhuāng)法蘭對(dui)于圓形(xíng)測量管(guǎn),流過的(de)體積⚽流(liú)量爲:
qv=π/4D2u          (2)
根(gen)據式(1)和(hé)(2),則流過(guo)圓形測(cè)量管的(de)體積流(liu)量爲:
qv=π/4D2?/klB           (3)
當(dāng)測量管(guan)幾何形(xíng)狀一定(ding)、磁場的(de)磁感應(ying)強度一(yi)定時:
D=1;
令(lìng)K*π/4D /kB=則:
Qv=KE         (4)
即:電(dian)磁流量(liang)計的體(ti)積流量(liang)與感應(yīng)電動勢(shì)成正比(bǐ)。
3、勵磁方(fang)式分析(xi)
　　電磁流(liú)量計的(de)勵磁方(fāng)式決定(dìng)着電磁(cí)流量計(jì)的抗㊙️幹(gàn)擾能力(lì)大小和(hé)零點穩(wen)定性能(néng)的好壞(huai)。電磁流(liu)量計的(de)🙇‍♀️勵磁方(fāng)式大緻(zhi)可分爲(wei):直流勵(li)磁、交流(liú)勵磁、低(dī)頻矩形(xíng)波勵磁(ci)等。
3.1直流(liu)勵磁
　　直(zhí)流勵磁(ci),即由水(shuǐ)磁鐵或(huò)恒定直(zhi)流電流(liu)勵磁産(chǎn)生的磁(ci)場這種(zhong)磁場産(chǎn)生的流(liu)量信号(hào)是直流(liu)電壓信(xìn)🔱号,幾❓乎(hū)沒有電(diàn)磁感應(yīng)的幹擾(rao)産生,直(zhí)流信号(hao)電壓🐆容(rong)易使流(liu)過測量(liàng)管的導(dǎo)電介質(zhi)極化,在(zai)測量電(diàn)極上産(chǎn)生極化(huà)電壓,造(zào)成量的(de)不穩定(ding)。
3.2交流助(zhu)磁
　　交流(liu)勵磁通(tōng)常是指(zhi)使用50H或(huò))60Hz)正弦波(bo)的工頻(pín)市電勵(lì)磁的傳(chuán)感器這(zhè)種勵磁(cí)方式能(néng)降低電(dian)解質液(ye)體對電(diàn)極的極(ji)化作用(yong),因而大(da)🏃🏻大地降(jiàng)低了漂(piao)移直流(liú)幹擾對(duì)測量的(de)影響。交(jiao)流勵磁(cí)ZUI大的缺(quē)點是由(you)于電磁(cí)感應造(zao)成👉的正(zhèng)交幹擾(rao)和同相(xiàng)幹擾它(ta)們影響(xiang)流量計(ji)測量線(xiàn)性度和(he)零點的(de)🔴穩定性(xìng)。
3.3任頻矩(jǔ)形波磁(cí)
　　低頻矩(jǔ)形波勵(li)磁是指(zhǐ)使用頻(pín)率爲工(gōng)頻的整(zhěng)數倍分(fèn)💘之一的(de)矩❌形波(bō)作爲勵(lì)磁頻率(lǜ)的傳感(gǎn)器。勵磁(ci)頻⭕率通(tōng)🙇🏻常爲🈲工(gong)頻的1/8-1/32。
低(di)頻矩形(xing)波勵磁(ci)具有能(néng)夠克服(fú)直流勵(li)磁存在(zài)極化電(dian)壓🌈大的(de)優點,又(yòu)有避免(miǎn)交流勵(li)磁存在(zai)電磁感(gan)應幹擾(rao)引起正(zhèng)交幹擾(rao)和🧡間相(xiàng)幹擾的(de)優點,是(shi)兼顧直(zhi)流勵磁(ci)和交流(liu)勵磁🙇🏻兩(liang)者優點(diǎn)的一種(zhong)勵磁方(fāng)式但當(dang)用低頻(pín)矩形波(bō)✍️勵磁流(liú)量計測(ce)量漿液(ye)流體時(shí),會産生(sheng)“漿液噪(zao)聲”或“尖(jian)狀🚶幹擾(rǎo)”。這種幹(gan)擾會使(shǐ)測量信(xin)号輸出(chu)有較🌈大(da)的波動(dong),嚴重影(ying)響測量(liàng)。
　　當流體(ti)中的固(gu)體顆粒(lì)或纖維(wéi)磨擦電(dian)極會形(xíng)成一種(zhǒng)波🛀形呈(cheng)尖狀的(de)幹抗,習(xi)慣稱作(zuo)“尖狀幹(gàn)擾”,圖3-1可(kě)以說明(ming)這種幹(gàn)擾的形(xing)成,金⭐屬(shu)在電解(jie)質中腐(fǔ)蝕的現(xiàn)象告訴(sù)我們,電(diàn)極爲了(le)抗拒電(diàn)解質的(de)腐蝕,往(wǎng)往在與(yu)流體開(kāi)始接觸(chù)時,其表(biǎo)面先形(xíng)成一種(zhong)博的氧(yang)化膜。在(zai)形成氧(yang)🔞化膜的(de)過程中(zhōng),金屬與(yǔ)電解質(zhi)之間産(chan)🌈生極高(gāo)的極⚽化(hua)電壓,如(rú)果兩電(dian)極的材(cái)質和表(biao)面狀态(tài)完全相(xiàng)同,金屬(shu)與電解(jie)質之間(jian)的極化(huà)電壓成(chéng)爲極性(xing)相同,幅(fu)度相等(deng)的共模(mo)幹擾電(dian)壓。當流(liu)體中的(de)🥵固體顆(kē)粒或纖(xian)維摩擦(cā)⭐或撞擊(jī)電極表(biǎo)面,把電(diàn)極表面(mian)薄層氧(yǎng)化膜拉(lā)破或生(sheng)成劃痕(hen),傷破的(de)氧化膜(mo)需要重(zhòng)新形成(cheng)在重新(xīn)形成氧(yang)化膜的(de)過程中(zhong),電極對(duì)液體📞間(jiān)的極化(hua)電壓将(jiāng)發生突(tū)📧變。如果(guo)兩個電(diàn)極材♻️質(zhì),結構、表(biao)面狀态(tai)存在差(cha)異,所産(chǎn)💜生的極(jí)🏃‍♀️化共模(mo)幹擾變(biàn)爲差模(mo)幹擾,于(yú)🤩是就出(chu)現了流(liu)💜量計測(ce)量輸出(chū)的大幅(fú)度波動(dong)(擺動)。

　　以(yǐ)上分析(xi)說明,固(gù)液兩相(xiang)流測量(liàng)時對“漿(jiang)液噪聲(shēng)”問題,需(xu)要從❗勵(li)磁頻率(lǜ)的選擇(ze)上去解(jie)決針對(dui)低頻矩(ju)🌐形波🙇🏻勵(lì)磁電磁(cí)流量計(jì)的這一(yī)缺點,電(diàn)磁流量(liàng)計利用(yòng)現代先(xiān)進的單(dān)片機技(ji)術,設🆚計(jì)了一種(zhǒng)可控頻(pin)率的智(zhi)能化電(diàn)磁流量(liang)轉換器(qì)。電磁流(liu)量轉換(huàn)器時通(tōng)過程序(xù)設計了(le)鍵盤控(kong)制✌️的三(sān)種不同(tong)的勵磁(ci)頻率,勵(lì)磁頻率(lü)分别6.25Hz、12.5Hz和(hé)25.0Hz。在實際(ji)應用中(zhong)可根據(ju)不同的(de)介質情(qíng)況,設‼️置(zhi)不同的(de)勵磁頻(pin)率。
　　電磁(ci)流量傳(chuan)感器的(de)原理框(kuang)圖如上(shang):此設計(jì)在實際(jì)應用中(zhong)取得了(le)非常明(míng)顯的效(xiao)果。
4、實例(li)
(1)口徑爲(wei)DN80電磁流(liú)量計,測(ce)量介質(zhì)爲石灰(hui)漿,量程(chéng)100m3/h,出廠使(shǐ)用的勵(li)💘磁☂️頻率(lǜ)爲6.25HZ。
(當時(shí)勵磁頻(pin)率還不(bú)可通過(guo)鍵盤設(shè)置),安裝(zhuāng)後用水(shui)調💃試時(shí),僅🏒表運(yùn)行正常(cháng),當測量(liang)工藝介(jiè)質石灰(huī)漿時,儀(yi)表輸出(chu)😍跳動非(fei)常嚴重(zhòng),從80m3h到120m3/h,儀(yí)表無法(fǎ)使用。
　　在(zài)現場詳(xiáng)細了解(jie)了介質(zhi)工藝情(qíng)況後,得(de)知介質(zhi)中含有(you)大量的(de)顆粒,爲(wèi)典型的(de)液固兩(liang)相介質(zhi),在仔細(xi)🐇分析👌儀(yi)表本身(shen)運行🏃‍♂️情(qing)況後确(que)認儀表(biao)工作正(zhèng)常,經過(guo)研究認(rèn)爲儀💔表(biao)輸出波(bo)動應爲(wèi)兩相介(jie)質中的(de)固态顆(kē)粒引起(qi),爲了解(jie)✉️決這一(yi)問題,對(dui)轉換器(qì)的單片(pian)機軟件(jiàn)進行了(le)修改,增(zeng)加了12.5Hz和(hé)25Hz兩個頻(pin)率,同時(shí)增加🌍了(le)勵磁頻(pín)率的鍵(jiàn)盤控制(zhì),現場采(cǎi)用25Hz的勵(lì)磁頻率(lǜ),對儀表(biǎo)重新标(biao)定後,儀(yi)表運行(hang)相當穩(wen)定,問題(tí)得到了(le)解決。
(2)口(kǒu)徑從DN25-DN200電(dian)磁流量(liàng)計,其中(zhong)DN200用于測(ce)量有較(jiào)多固體(ti)物🚶‍♀️質的(de)水🐉煤灰(huī)❗漿液,在(zài)測量時(shí)同樣出(chu)現輸出(chū)波動現(xiàn)象,出✍️庫(kù)時設置(zhì)的勵磁(cí)頻率默(mo)認值爲(wèi)6.25Hz,用戶通(tōng)過電話(hua)反映了(le)具體現(xian)象後,建(jian)議用戶(hù)現場通(tong)過鍵盤(pan)将🛀勵磁(ci)頻度🔅設(she)置爲12.5Hz,更(geng)改設置(zhì)後,儀表(biao)輸出穩(wen)定,運行(háng)正常。
5、小(xiǎo)結
　　通過(guò)以上對(dui)電磁流(liu)量計勵(lì)磁頻率(lǜ)的分析(xi)和實例(lì)分析可(kě)以看出(chu),電磁流(liú)量計的(de)勵磁頻(pín)率對液(yè)固兩相(xiàng)介⭕質的(de)測量具(ju)有非常(cháng)嚴重的(de)影響,隻(zhi)有選擇(ze)合适的(de)勵磁方(fang)式⭐和勵(lì)磁頻率(lü),儀表才(cái)能得到(dao)滿意的(de)測量結(jié)果,現在(zài)出現了(le)所謂的(de)三值勵(lì)磁技術(shù)和雙頻(pín)勵磁技(jì)術,但每(měi)種勵磁(ci)方式都(dou)有各⛹🏻‍♀️自(zì)的優缺(que)點,我們(men)相信随(suí)着現代(dài)單片機(ji)技術和(he)儀表智(zhi)能化技(ji)術的發(fa)展,一定(ding)會有更(geng)完🐇善、先(xiān)進的勵(lì)磁方式(shi)出現。

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