[摘要] 電磁(cí)流量計 以其(qí)優良的性能(néng)廣泛應用于(yú)各行各業，但(dan)是由于其🌍原(yuan)理🏃特性，尤其(qi)是勵磁電流(liu)的存在，限制(zhi)了其在🔞煤礦(kuàng)🤞、選礦等安⛹🏻‍♀️全(quan)要🈚求較高場(chang)所的應用。本(ben)文介紹一種(zhong)礦用防爆電(diàn)磁流量計 的(de)本質安全勵(lì)磁電路.
1.引言(yán)
　　在測流儀表(biao)行業，電磁流(liú)量計具有精(jing)度高、穩定性(xing)好🈲、量程比寬(kuan)🤞、無壓損等優(yōu)點，廣泛應用(yong)于石油、化工(gong)、冶金、電力🈚、給(gěi)排水等領域(yù)。然而，由于煤(mei)礦安全性的(de)特殊要求，目(mu)前可用于煤(mei)礦井下的電(diàn)磁流量計在(zài)國内尚屬✌️空(kōng)白。
2.電磁流量(liàng)計工作原理(li)
　　電磁流量計(jì)根據法拉第(dì)電磁感應定(dìng)律工作，測量(liàng)管内無阻流(liu)部件，用于測(ce)量單相或多(duō)相導電流體(ti)流量。當導電(dian)流體在磁場(chang)中運動時，将(jiāng)在流體兩側(ce)産生感應電(diàn)勢，其大小與(yǔ)流速成正比(bǐ)，據此可測流(liú)量值，如圖1所(suo)示。

據電(diàn)磁感應定律(lü):導電流體在(zai)磁場中切割(ge)磁力線時，産(chǎn)生感應電動(dòng)勢的大小爲(wèi):
U=BDV:
B一磁場密度(du)(T)
D一管徑(m)
V一流(liu)速(m/s)
流體流量(liang)爲:
Q=3600XVxSm/h
式中:S一管(guǎn)道截面積(m°)
則(zé):
Q=3600XUXS/(BD)m%/h
　　其中B、D、S爲常量(liàng)，流量與感應(yīng)電動.勢U成正(zheng)比關系，因此(cǐ)，測得感應電(dian)動勢U,即可得(dé)到流體流量(liang)。
　　由此可見，電(dian)磁流量計正(zheng)常運行需要(yao)有穩定的磁(cí)場，而💃磁場正(zhèng)是靠傳感器(qì)線圈内的勵(lì)磁電流來産(chan)生的。勵磁線(xiàn)圈🔅如圖2所示(shì)。

　　一對(dui)線圈對稱安(ān)裝在傳感器(qì)正對的兩側(cè)，以産生👅均🆚勻(yún)的磁場，傳感(gǎn)器剖面圖如(ru)圖3所示

3.礦用儀表(biǎo)的安全性要(yào)求
　　對于礦用(yòng)電氣産品，其(qí)防爆安全性(xìng)至關重要。目(mù)前，我國防爆(bao)電氣産品的(de)類型主要以(yǐ)隔爆型和本(ben)質⛱️安全😍型爲(wei)主;并🈲且隻💋有(you)本安.設備能(neng)夠用在0區危(wēi)險場所[]。礦用(yòng)本質安全型(xing)産品要做本(ben)質安全性能(néng)檢驗，其中本(ben)安火花試驗(yan)是最重要的(de)檢驗⛱️項目之(zhī)一🌂。當電路發(fā)生通斷時，會(huì)以👉火花形式(shì)釋放能量。能(neng)量大于某一(yi)臨界值時，便(biàn)會點燃㊙️爆炸(zhà)性氣體混合(hé)物，從而引發(fā)爆炸。本安設(she)計就是要控(kong)制電路産生(sheng)的電火花能(néng)量，從而實🐇現(xian)電路的本質(zhi)安全。本質安(ān)全電路要求(qiu)在正常工作(zuo)🔴和故障狀态(tai)下都必須是(shi)安🌐全的，所産(chǎn)生的電💘火花(huā)均不足以點(diǎn)燃周圍環境(jing)中🤩的爆炸性(xìng)混合氣體。
4.電(dian)磁流量計本(běn)安勵磁電路(lu)
　　電磁流量計(jì)傳感器勵磁(cí)電流是産生(shēng)電火花的危(wēi)險🆚源，電磁流(liu)量計要用于(yu)井下，首先得(dé)勵磁電路達(da)到本質安全(quán)要🔞求。
　　電磁流(liu)量計傳感器(qi)電氣部分由(yóu)2個線圈組成(cheng)，如圖4.

　　其電參數(shu)主要是電阻(zu)和電感，電阻(zǔ)值爲40-600(兩線圈(quān)串🆚聯⭕)，電感🈲量(liang)爲♌100-300mH，其中電感(gǎn)量是危險源(yuán)所在。當電流(liu).流過電❓感線(xian)圈時，在線🙇‍♀️圈(quān)内部會産生(sheng)磁場，磁場貯(zhu)存能量，當⭐電(dian)路斷開時，儲(chǔ)存在線圈中(zhōng)的能量就會(hui)以火花的形(xíng)式釋放出來(lái)，應此必須吸(xī)收或♉洩放線(xiàn)圈的貯能才(cai)能達到本安(ān)的要求。
　　在線(xian)圈兩端并聯(lian)緒流支路，以(yi)洩放線圈儲(chǔ)存的磁場能(néng)，降🏃🏻低通斷時(shi)的電火花能(néng)量。如圖5所示(shi)。

　　在正常狀态(tài)，它不影響電(dian)路工作，當電(diàn)路斷開時，它(tā)與線圈組成(cheng)洩放回路，将(jiang)電壓鉗位在(zai)二極管正向(xiàng)導通壓降(0.7V左(zuǒ)右)但是，簡單(dān)的緒流二極(jí)管隻适用于(yú)直流電❄️路，即(ji)單向電流🏃🏻情(qing)況。爲了避免(miǎn)電極極化現(xian)象和消除市(shì)電噪聲幹擾(rao)，電磁流量計(jì)需采用.低頻(pín)🤩矩形波勵磁(cí)，因此勵磁信(xin)号是周期性(xìng)雙向電流，如(rú)🈲圖6所示。

　　因此(ci)，傳統的普通(tōng)二極管無法(fa)滿足應用。
　　這(zhè)裏，采用一種(zhong)新型的瞬态(tai)電壓抑制器(qi)(TransientVo1tageSuppressor)，簡稱TVS管。TVS管是(shì)在穩壓管工(gōng)藝基礎上發(fā)展起來的一(yi)種新型電子(zǐ)元🏃🏻‍♂️件，當TVS管兩(liǎng)🤞端産生瞬間(jian)的高壓沖擊(jī)時，它能以極(ji)高的速度(最(zui)高達1/101秒)驟然(ran)降低阻抗爲(wèi)導通狀态，吸(xī)收電流，洩放(fang)能量。它的特(tè)點是:響應速(su)度快(ps級)、鉗🔅位(wèi)精準(0.1V)、洩放能(neng)裏強(幾A到幾(jǐ)百，最重要㊙️的(de)一點，它可以(yi)實現雙向☂️鉗(qián)位洩放，滿足(zu)我們雙向勵(li)磁的要求，不(bú)影響電磁流(liú)量✂️計正常工(gong)作并起到抑(yi)制火花作㊙️用(yong)。如圖7所示。

　　在(zài)激磁電流是(shì)125mA，線圈電阻爲(wèi)452.情況下，線圈(quān)工作電壓爲(wei)5.625V，選用6.8V雙🔞向TVS管(guǎn)P6KE6.8CA做洩放回路(lù)，其反應速度(dù)快，開關延遲(chi)約爲lps，鉗位正(zheng)❓确有效抑制(zhi)了能量外洩(xiè).
完整的勵磁(ci)電流邏輯電(dian)路如圖8所示(shi)。

　　此電路通過(guò)了國家安全(quán)生産礦用設(she)備檢測檢驗(yàn)中心防爆站(zhàn)并聯、串聯、短(duan)路、斷路等安(an)全實驗測試(shì)，達到本質安(ān)全⚽标準。
5.結束(shu)語
　　防爆電磁(ci)流量計在本(ben)安電路設計(jì)中應用電容(rong)或電感等貯(zhu)👄能器件時，在(zài)滿足電路正(zhèng)常功能的情(qing)況.下，提供有(yǒu)效的保護💜措(cuo)施🏃🏻，限制能量(liàng)輸出并提供(gong)能量洩放回(huí)路，以降低發(fa)👌生短路、斷路(lu)時🤟的電火花(hua)能量，從而達(dá)🔆到本質安全(quán)。

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