[摘要] 電磁(ci)流量計 以(yi)其優良的(de)性能廣泛(fan)應用于各(ge)行各業，但(dan)是由于其(qi)原理特性(xing)，尤其是勵(li)磁電流的(de)存在，限制(zhi)了其在🧑🏽‍🤝‍🧑🏻煤(mei)礦♍、選礦等(deng)安全要求(qiu)較高場所(suo)的應用。本(ben)文介紹一(yi)種礦用防(fang)爆電磁流(liu)量計 的本(ben)質安全勵(li)磁電路.
1.引(yin)言
　　在測流(liu)儀表行業(ye)，電磁流量(liang)計具有精(jing)度高、穩定(ding)性好🐕、量程(cheng)比寬、無壓(ya)損等優點(dian)，廣泛應用(yong)于石油、化(hua)工、冶金❤️、電(dian)力、給排水(shui)等✉️領域。然(ran)而，由于煤(mei)礦安全性(xing)的特殊要(yao)🌈求，目前可(ke)用于煤礦(kuang)井下的電(dian)磁流量計(ji)在國内尚(shang)屬空白。
2.電(dian)磁流量計(ji)工作原理(li)
　　電磁流量(liang)計根據法(fa)拉第電磁(ci)感應定律(lü)工作，測量(liang)管内無阻(zu)流部件，用(yong)于測量單(dan)相或多相(xiang)導電流體(ti)流量。當導(dao)電流體在(zai)磁場中運(yun)動時，将在(zai)流體兩側(ce)産生感應(ying)電勢，其大(da)小與流速(su)成正比，據(ju)此可測流(liu)量值，如圖(tu)1所示。

據電(dian)磁感應定(ding)律:導電流(liu)體在磁場(chang)中切割磁(ci)力線時，産(chan)生感應電(dian)動勢的大(da)小爲:
U=BDV:
B一磁(ci)場密度(T)
D一(yi)管徑(m)
V一流(liu)速(m/s)
流體流(liu)量爲:
Q=3600XVxSm/h
式中(zhong):S一管道截(jie)面積(m°)
則:
Q=3600XUXS/(BD)m%/h
　　其(qi)中B、D、S爲常量(liang)，流量與感(gan)應電動.勢(shi)U成正比關(guan)系，因此，測(ce)得感應電(dian)動勢U,即可(ke)得到流體(ti)流量。
　　由此(ci)可見，電磁(ci)流量計正(zheng)常運行需(xu)要有穩定(ding)的磁場，而(er)磁場🌈正是(shi)靠傳感器(qi)線圈内的(de)勵磁電流(liu)來産生的(de)。勵磁線圈(quan)如圖2所示(shi)。

　　一對線(xian)圈對稱安(an)裝在傳感(gan)器正對的(de)兩側，以産(chan)生均勻的(de)磁場，傳感(gan)器剖面圖(tu)如圖3所示(shi)

3.礦用儀(yi)表的安全(quan)性要求
　　對(dui)于礦用電(dian)氣産品，其(qi)防爆安全(quan)性至關重(zhong)要。目前，我(wo)國防爆💯電(dian)氣産品的(de)類型主要(yao)以隔爆型(xing)和本質安(an)全型爲主(zhu);并且隻有(you)本安.設備(bei)能夠用在(zai)0區危險場(chang)所[]。礦用本(ben)質安全型(xing)産品要做(zuo)本質安全(quan)性能檢驗(yan)，其中本安(an)火花試驗(yan)是最重要(yao)的檢驗項(xiang)目之一🌏。當(dang)電路發生(sheng)通斷時，會(hui)以火花形(xing)式釋🌈放能(neng)量。能量⛹🏻‍♀️大(da)于某一臨(lin)界🛀🏻值時，便(bian)會點燃爆(bao)炸性氣體(ti)混合物，從(cong)而引發爆(bao)炸。本安設(she)計就是要(yao)控制電路(lu)産生的電(dian)火花能量(liang)，從而實現(xian)電路的本(ben)質安全♈。本(ben)質安全電(dian)路要求🏃‍♂️在(zai)正常工作(zuo)和故障狀(zhuang)态下都必(bi)須是安全(quan)的，所産生(sheng)的電👨‍❤️‍👨火花(hua)均不足以(yi)點燃周圍(wei)環境中的(de)爆炸性混(hun)合氣體。
4.電(dian)磁流量計(ji)本安勵磁(ci)電路
　　電磁(ci)流量計傳(chuan)感器勵磁(ci)電流是産(chan)生電火花(hua)的危險源(yuan)，電磁流量(liang)計要用于(yu)井下，首先(xian)得勵磁電(dian)路達到本(ben)⛷️質安✍️全要(yao)求。
　　電磁流(liu)量計傳感(gan)器電氣部(bu)分由2個線(xian)圈組成，如(ru)圖4.

　　其(qi)電參數主(zhu)要是電阻(zu)和電感，電(dian)阻值爲40-600(兩(liang)線圈串聯(lian))，電🏃感👨‍❤️‍👨量爲(wei)100-300mH，其中電感(gan)量是危險(xian)源所在。當(dang)電流.流過(guo)電感線圈(quan)時，在線圈(quan)内部會産(chan)生磁場，磁(ci)場貯存能(neng)量，當電路(lu)斷開時，儲(chu)存在線圈(quan)中的👌能量(liang)就會以火(huo)花的形☁️式(shi)釋放出來(lai)，應此必須(xu)吸收或洩(xie)放線圈🏃🏻‍♂️的(de)貯能才能(neng)達到本安(an)的要求。
　　在(zai)線圈兩端(duan)并聯緒流(liu)支路，以洩(xie)放線圈儲(chu)存的磁✏️場(chang)能🚶‍♀️，降低通(tong)斷時的電(dian)火花能量(liang)。如圖5所示(shi)。

　　在正常狀(zhuang)态，它不影(ying)響電路工(gong)作，當電路(lu)斷開時，它(ta)🍉與✌️線🏃🏻圈㊙️組(zu)成⚽洩放回(hui)路，将電壓(ya)鉗位在二(er)極管正向(xiang)導通壓降(jiang)(0.7V左右)但是(shi)，簡單💘的緒(xu)流二極管(guan)隻适用于(yu)直流電路(lu)，即單✌️向電(dian)流情況。爲(wei)了避免電(dian)極極化現(xian)象和消除(chu)市電噪聲(sheng)幹擾，電磁(ci)流量計需(xu)采用.低頻(pin)矩形波勵(li)磁，因此勵(li)磁信号是(shi)周期性雙(shuang)向電流，如(ru)圖6所示。

　　因(yin)此，傳統的(de)普通二極(ji)管無法滿(man)足應用。
　　這(zhe)裏，采用一(yi)種新型的(de)瞬态電壓(ya)抑制器(TransientVo1tageSuppressor)，簡(jian)稱TVS管。TVS管是(shi)在穩壓管(guan)工藝基礎(chu)上發展起(qi)來的一種(zhong)新型電子(zi)元件，當TVS管(guan)兩端産⭕生(sheng)瞬間的高(gao)壓沖擊時(shi)，它能以極(ji)高的🈲速度(du)(最高達1/101秒(miao))驟然降低(di)阻抗🔴爲導(dao)通狀态✉️，吸(xi)收電流，洩(xie)放能量。它(ta)的特點是(shi):響應速度(du)快(ps級)、鉗位(wei)精準(0.1V)、洩放(fang)能裏強(幾(ji)A到🌐幾百，最(zui)重要👉的一(yi)點，它可💃🏻以(yi)實現雙向(xiang)鉗🍉位洩放(fang)，滿足我們(men)雙向勵磁(ci)的要求，不(bu)影響電磁(ci)流量計正(zheng)常工作并(bing)起到抑制(zhi)火花作🧡用(yong)。如圖7所示(shi)。

　　在激磁電(dian)流是125mA，線圈(quan)電阻爲452.情(qing)況下，線圈(quan)工作電壓(ya)爲😍5.625V，選用6.8V雙(shuang)向🧑🏾‍🤝‍🧑🏼TVS管P6KE6.8CA做洩(xie)放回路，其(qi)反應速度(du)快，開關延(yan)㊙️遲約爲lps，鉗(qian)位正确有(you)效抑👉制了(le)能量外洩(xie).
完整的勵(li)磁電流邏(luo)輯電路如(ru)圖8所示。

　　此(ci)電路通過(guo)了國家安(an)全生産礦(kuang)用設備檢(jian)測檢驗中(zhong)心防爆站(zhan)并聯、串聯(lian)、短路、斷路(lu)等安全實(shi)驗測試📱，達(da)到本質安(an)全标準。
5.結(jie)束語
　　防爆(bao)電磁流量(liang)計在本安(an)電路設計(ji)中應用電(dian)容或電感(gan)等貯能器(qi)件時，在滿(man)足電路正(zheng)常功能的(de)情況.下，提(ti)🔴供有效的(de)✂️保護措施(shi)，限制能量(liang)輸出并提(ti)供能💔量洩(xie)放回路，以(yi)降低發生(sheng)短路、斷路(lu)時的電火(huo)花能量，從(cong)而達到本(ben)質安🎯全。

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