摘要:針對(dui)目前電磁流量計(jì) 測量精度偏差大(da)、靈敏度不高的缺(que)陷,提出了一種新(xīn)的基于電🔴磁感應(yīng)原理的電磁流量(liàng)計。分析了該⭐電磁(cí)流量計的😘工作原(yuan)理、結構特性等,對(duì)不同流速❌情況下(xia)所對應⭕的最佳流(liu)道管徑進行了研(yán)究。結果表明，優化(hua)後電磁流量計在(zài)滿🌈量程情況下的(de)測量誤差在0.7%以内(nèi),比優化前提升了(le)57.1%;反應靈敏度比優(you)化前提升了91.7%。
引言(yán)
　　電磁流量計是一(yi)種廣泛應用在流(liú)體測量中的計量(liàng)設備,在化學工業(yè)中廣泛應用于合(hé)成氨的氨水流量(liang)❌測量等,其測量的(de)正确率和靈敏性(xìng)直接決定💋了化工(gong)合成産品的純👣度(du)和經濟性,一旦其(qí)精度不♻️足或者靈(ling)🈲敏性過低，将直接(jiē)導緻化工生産的(de)異常👌。目前多數電(diàn)🌈磁流量計爲正确(què)級别爲1級的一對(duì)電極控制模式,主(zhǔ)要适用于大管徑(jing)、高流速情況下的(de)🌂流量測試，無法滿(man)足小管徑、慢流速(su)、精度高、快反應的(de)監測需求，極大地(dì)限制了化工生産(chǎn)效率和精度的進(jin)一步提升。
　　爲提高(gao)電磁流量計在小(xiǎo)管徑、低流速模式(shì)下的工作🈲正确率(lü)和反應靈敏性，提(tí)出一種新的内流(liu)式的電磁流量♌計(jì),對該流量計的工(gōng)作原理、結構特點(dian)等進行了分析,特(tè)别是對不同流速(su)下的⛷️最佳流道管(guan)✂️徑匹配情況進行(háng)研究,從而确定流(liú)道結🐪構。根據實際(ji)測試表明，新的電(diàn)磁流㊙️量計在滿量(liang)程情況下的測量(liàng)誤差在0.7%以内,比優(yōu)化前提升了57.1%,反應(ying)靈敏🈲度比優化前(qian)提升了91.7%，對提升化(huà)🔞工廠流量測試的(de)正确率,提高化工(gong)生産安全和效率(lǜ)具有十分重要的(de)意義。
1總體方案設(she)計
　　當合成氨的氨(an)水在小直徑管道(dao)内流動時,由于水(shuǐ)質等因🥵素,會導緻(zhi)管道内壁逐漸出(chu)現結垢現象,目前(qián)經常采用的外置(zhì)式電磁流量計的(de)測量精度會受管(guǎn)道内壁變化的影(ying)響,逐漸出現偏差(chà),因此難以滿足長(zhǎng)期監控情況下的(de)監測正确率和可(ke)靠性需🐉求。因此本(ben)文💃提出了一種新(xīn)的内置式的電磁(cí)流量計,其整體結(jie)構如圖1所示中。
 
　　該(gāi)内置式電磁流量(liàng)計通過電纜和監(jian)測系統相連接、,流(liu)量計測✉️速部分埋(mái)入管道内,當合成(cheng)氨的氨水✍️通過🤞該(gāi)電磁流🛀量計時流(liú)量計根據液體流(liú)量的不同，輸出不(bu)同的電磁信号,流(liu)量計工作🐪時所輸(shu)出的電磁測量信(xin)号最終由測量系(xi)統進行集中處理(lǐ)後,計算出準确的(de)液體流量數據,将(jiāng)其傳輸到監測控(kong)☔制中心，實現🙇🏻對整(zhěng)個化工生産過程(cheng)的反饋調節四。
　　爲(wei)了提高内置式電(diàn)磁流量計的測量(liang)精度和可靠性,在(zài)液體進👈口位置需(xū)要設置防護網,實(shí)現對流人🏃‍♂️到流量(liàng)計🈲内的液體的過(guò)濾,避免液體内的(de)雜質堵塞流量計(jì)測量孔，而且也能(néng)降低雜質對流量(liàng)計感應電極的磨(mó)損,提高測量結果(guǒ)的正确率。由于電(diàn)磁💃流量計長期在(zai)管道内工作，環境(jìng)較爲惡劣且氨水(shui)具有--定的腐蝕性(xing),因此流量計的外(wài)殼需要具有高防(fáng)腐性8]，提高使用壽(shòu)命和可靠性。
2傳感(gan)器結構設計
　　由于(yú)需要滿足在小管(guǎn)徑、低流量情況下(xià)測速正确率的需(xu)求,因此對傳感器(qì)的工作靈敏性要(yao)求極高。爲了确保(bao)内置🌈式傳🚶感器🏃🏻的(de)應用可靠性,本文(wén)提出了一種🔆新的(de)傳感器結構田,其(qi)㊙️采用了雙發射磁(cí)極和雙測量電極(jí)結構🐇,發射磁極和(hé)測量電極以兩相(xiang)🔅對稱的方式均勻(yún)分布在圓柱狀的(de)傳感器簡體内。所(suo)用的測量電極和(he)傳感器外殼絕緣(yuan)，在磁極的線圈内(nei)部設置有鐵芯,從(cong)而保證所産生的(de)交變磁場的穩定(ding)性，提高測量❓時的(de)精度。傳感器👉整體(ti)結構截面如圖2所(suo)示同。
 
　　由于液體在(zai)低速流動過程中(zhong)的特性和流道管(guan)徑關系較爲密切(qie)]回，因此爲了适應(yīng)低流量、小管徑情(qing)況下測量正确率(lü)的📧需求,本文利用(yòng)流體動力學對不(bu)同管徑不同流量(liàng)情況下的流速-管(guan)徑匹配特性進行(háng)了研究,揭示不🔆同(tóng)流速和管徑情況(kuang)下的流量變化情(qing)況,爲優化管道結(jie)構、提高監測正确(què)率奠定😍基礎,不同(tong)情況下流量、流速(sù)的的對應關系彙(huì)總如表1所示。
 
　　根據(ju)實際匹配驗證,在(zai)不同管徑、不同流(liu)速情況下🔅具有不(bú)同的最大通過流(liú)量,化工生産過程(cheng)中氨水🔆的流量範(fàn)圍爲🌈0~20m/d,其流🈲速在1.5m/s以(yi)内,綜合分析後，本(ben)文提出的電磁流(liu)量計的流⭐道管徑(jìng)❓設置爲12mm,從而滿足(zu)不同情況下的使(shi)用可靠性需求。
3試(shi)驗驗證分析
　　爲了(le)對該新型電磁流(liú)量計的使用可靠(kào)性和測量正☂️确率(lü)進行😄分析，在密閉(bì)管道中裝人流量(liang)計,對管道内輸人(rén)不同的流量8],并記(ji)錄電磁流量計的(de)反應時間和輸出(chu)頻率,将所輸人流(liú)量值和該傳感器(qi)的流量測量值進(jin)行拟合對比，繪制(zhì)關聯曲❌線如圖3所(suo)示。
 
　　由圖3可知,随着(zhe)輸人流量的增加(jiā)，所輸出的頻.率持(chí)✉️續增😄加,而且流量(liang)-頻率呈線性正相(xiàng)關，其線性系數⛷️高(gāo)達0.999,表明該儀器設(shè)備具有線性響應(ying)曲線，在該流量計(ji)的測量範圍内，其(qí)👌測量誤差爲0.6%,比優(yōu)化前的1.4%提升了57.1%。從(cóng)管路内給出流量(liang)增加信号，到系統(tong)發出流量監測結(jie)果,時間差約爲0.01s,比(bǐ)傳統流量計0.12s的反(fan)應時間縮短了91.7%,極(ji)大地提升了電磁(ci)流量計的反應靈(líng)敏性和可靠性,爲(wei)進一步提升化工(gōng)生産企業的産品(pǐn)🆚品🔞質和生産安全(quán)性奠定了堅實的(de)基礎。
4結論
　　爲了解(jie)決目前電磁流量(liang)計測量精度偏差(cha)大、靈敏度低的不(bú)足❤️,提出了一種新(xīn)的電磁流量計。對(dui)該電磁流✂️量計的(de)工作原理、、結構特(tè)性等進行了分析(xi),根據分析結果表(biao)✔️明:
1)内置式的電磁(cí)流量計設置有過(guo)濾裝置等,能夠比(bǐ)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻傳統的外置🔅式傳(chuan)感器具有更高的(de)測量精度和使用(yong)可🥵靠性;
2)新的傳感(gǎn)器采用了雙發射(she)磁極和雙測量電(dian)極結🐇構❗,能🏃‍♂️夠💘保證(zhèng)所産生的交變磁(ci)場的穩定性,提高(gāo)測量時👈的精度;
3)電(dian)磁流量計需根據(jù)所使用環境的流(liu)量、流速的不同有(yǒu)針對性🐆地設計流(liú)道直徑,從而提高(gāo)監測精度和可靠(kào)性🌍;
4)新的電磁流量(liang)計在滿量程情況(kuàng)下的測量誤差在(zài)0.7%以💋内，比優化前提(ti)升了57.1%,反應靈敏度(du)比優化前提升了(le)91.7%,極大地提升了流(liu)量監測正确率。

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