電磁流量計(ji) 是根據法拉弟電(dian)磁感應定律爲原(yuan)理進行流量測量(liang)的儀表。電磁流量(liang)計隻有管道村裏(li)和測量電極與被(bèi)測介👣質接觸,隻㊙️要(yào)選✨擇合适的村裏(lǐ)和電極材料,幾乎(hu)可以測量一切導(dao)電流體的流量,由(you)于傳感器内沒有(you)任何活動部件和(he)阻✨流部件,尤其适(shì)合測量污水、泥漿(jiāng)等含雜質,顆粒和(hé)液固二相物質的(de)介質。因此,電磁流(liú)量計可應用于石(shi)油、化工、污水處理(li)、水力、電力等各領(ling)域的流量測量。本(ben)文僅對電磁流量(liang)計的測量原理和(he)勵磁頻率對測量(liàng)的影響進行分析(xi)、探讨,并結合實例(lì)👈述選擇合适測量(liang)頻率的重要性。
1、電(dian)磁流量計的組成(cheng)和測量原理
1.1電磁(ci)流量計的組成
　　電(dian)磁流量計由電磁(ci)流量傳感器和電(dian)磁流量轉換💜器🌍兩(liǎng)部分組成,如圖所(suo)示,電磁流量傳感(gan)器安裝在工藝管(guǎn)道上,用來将介質(zhi)的流量變換成感(gǎn)應電壓✂️信号。電磁(cí)流量轉換器🙇🏻向傳(chuan)感器提供産生磁(ci)場的勵磁電流,接(jie)受感應電壓信号(hao),将流量信号放大(dà),處🐪理井轉換成統(tong)一的、标準🐅的電信(xìn)号(電流,電壓、頻率(lǜ))以及數字信号,液(ye)晶顯示瞬時🌂流量(liang)和累積流量

2、電磁流量計的(de)工作原理
　　電磁流(liu)量計是根據法拉(la)弟電磁感應定律(lǜ)的原理制造的,即(ji)導體在磁場中做(zuò)切割磁力線運動(dong),導體兩端産生感(gǎn)生電動勢,感生電(diàn)動勢的大小與磁(cí)場的磁感應強度(dù)成正比,與導體的(de)長度📐成正比,與導(dao)體的運動速度成(cheng)正比。
E=klub         (1)
式中:E:感生電(dian)動勢k:比例系數l:導(dao)體的長度;u:導體的(de)運動速度,B:磁場的(de)磁感應強度。

1.電磁(ci)流量轉換器2.感應(yīng)信号傳輸線3.勵磁(cí)信号傳輸線4.傳㊙️感(gan)器村裏5.平衡電極(ji)6.勵磁線圈7.信号電(dian)極8.傳感器測量管(guan)9.安裝法蘭對于圓(yuán)形測量管,流過的(de)體積流量爲:
qv=π/4D2u          (2)
根據(jù)式(1)和(2),則流過圓形(xing)測量管的體積流(liu)量爲:
qv=π/4D2?/klB           (3)
當測量管幾(jǐ)何形狀一定、磁場(chang)的磁感應強度一(yī)定時:
D=1;
令K*π/4D /kB=則:
Qv=KE         (4)
即:電磁(ci)流量計的體積流(liú)量與感應電動勢(shi)成正比🏃。
3、勵磁方式(shì)分析
　　電磁流量計(ji)的勵磁方式決定(ding)着電磁流量計的(de)抗🐪幹❄️擾能力大小(xiao)和零點穩定性能(neng)的好壞。電磁流量(liang)計的勵磁方式大(dà)緻可分爲:直流勵(lì)磁、交流勵磁、低頻(pin)矩形波勵磁等。
3.1直(zhi)流勵磁
　　直流勵磁(ci),即由水磁鐵或恒(heng)定直流電流勵磁(cí)産生的🈲磁場這種(zhǒng)磁場産生的流量(liang)信号是直流電壓(ya)信号,幾乎沒有電(dian)磁感應的幹擾産(chan)生,直流信号電壓(yā)容易使流過測量(liang)管的導電介質極(ji)化,在測量電極🙇‍♀️上(shang)産生極化電壓,造(zao)成量的不穩定。
3.2交(jiao)流助磁
　　交流勵磁(cí)通常是指使用50H或(huo))60Hz)正弦波的工頻市(shi)電勵磁的傳感器(qì)這種勵磁方式能(neng)降低電解質液體(ti)對電極的極🈲化作(zuò)✔️用,因而大🐉大地降(jiàng)低了漂移直流幹(gan)擾對測量的影響(xiǎng)。交流勵磁ZUI大🈲的缺(que)點是由于電磁感(gǎn)應造成的正交幹(gàn)🔞擾和同相幹擾它(tā)們影響流量計測(cè)量線性度和零點(diǎn)的穩定性。
3.3任頻矩(ju)形波磁
　　低頻矩形(xing)波勵磁是指使用(yòng)頻率爲工頻的整(zheng)數倍分之一的矩(ju)形波作爲勵磁頻(pín)率的傳感器。勵磁(ci)頻率通常爲☎️工頻(pin)🌈的1/8-1/32。
低頻矩形波勵(li)磁具有能夠克服(fú)直流勵磁存在極(jí)化電壓大的優點(dian),又有避免交流勵(lì)磁存在電磁感應(yīng)幹擾引🐇起正交幹(gan)擾和間相幹擾的(de)優點,是兼顧直流(liú)勵磁和交流勵磁(ci)兩者優點的一種(zhong)勵磁方式但當用(yong)低頻矩形波勵磁(ci)流量計測量漿液(yè)流體時,會産生“漿(jiang)液噪聲”或“尖狀幹(gan)擾”。這種幹擾會使(shǐ)測量信号輸出有(you)較大的波動,嚴重(zhong)影響測量。
　　當流體(ti)中的固體顆粒或(huò)纖維磨擦電極會(huì)形成一🐅種波形呈(cheng)尖狀的幹抗,習慣(guan)稱作“尖狀幹擾”,圖(tu)3-1可以說明這種💛幹(gan)擾的形成,金屬在(zài)電解質中腐蝕的(de)現象告訴🍓我們,電(dian)極爲了抗拒電♈解(jie)質的腐蝕,往往在(zai)與流體開💘始接觸(chù)時,其表面先形成(chéng)一種博的氧化❤️膜(mó)。在形成氧化膜的(de)過程中,金屬與電(diàn)解質之間産生極(ji)高的極化㊙️電壓,如(rú)果兩電極的材質(zhì)和表面狀态完全(quán)相同,金屬與電解(jiě)質之間的極化電(dian)壓成爲❄️極性相同(tong),幅度相等🌈的共模(mó)幹擾電壓。當流體(ti)中的固體顆粒或(huò)纖維摩擦或撞擊(jī)電極表面,把電極(ji)表面薄層氧化膜(mó)拉破或生✊成劃痕(hén),傷破的氧化膜需(xu)🥵要重新形成㊙️在重(zhòng)新形成氧化膜的(de)過程中,電極對液(ye)體間的極化電壓(ya)将發㊙️生突變。如果(guo)兩個電極材質,結(jie)構、表面狀态存在(zai)差異,所産生的極(jí)化共模幹擾變爲(wei)差模幹擾,于是就(jiù)出現了流量計測(ce)量輸出的大幅度(du)波動(擺動🌂)。

　　以上分(fen)析說明,固液兩相(xiàng)流測量時對“漿液(ye)噪聲”問題,需❗要♌從(cóng)👣勵磁頻率的選擇(ze)上去解決針對低(dī)頻矩形波勵磁電(dian)磁🐇流量計的這一(yi)缺點,電磁流量計(ji)利用現代先進的(de)⛷️單片機技術,設計(ji)了一❌種可控頻率(lǜ)的智能化㊙️電磁流(liú)量👅轉換器。電磁流(liú)量轉換器時通🏃過(guò)程序設計了鍵盤(pán)控制🥰的三種不同(tóng)的勵磁頻率㊙️,勵磁(ci)頻率分别6.25Hz、12.5Hz和25.0Hz。在實(shi)際應用中可根據(ju)不同的介質情況(kuàng),設🐉置不同🌈的勵磁(cí)頻率。
　　電磁流量傳(chuan)感器的原理框圖(tu)如上:此設計在實(shí)際🐅應用♉中取得👨‍❤️‍👨了(le)非常明顯的效果(guo)。
4、實例
(1)口徑爲DN80電磁(ci)流量計,測量介質(zhì)爲石灰漿,量程100m3/h,出(chu)廠使用的勵磁🔅頻(pín)率爲6.25HZ。
(當時勵磁頻(pín)率還不可通過鍵(jian)盤設置),安裝後用(yong)水調🚶‍♀️試時🍉,僅♋表運(yun)行正常,當測量工(gong)藝介質石灰漿時(shi)🌍,儀表輸出跳動非(fēi)常嚴重,從80m3h到120m3/h,儀表(biǎo)無法使用。
　　在現場(chang)詳細了解了介質(zhi)工藝情況後,得知(zhī)介質中🏒含‼️有大量(liang)㊙️的顆粒,爲典型的(de)液固兩相介質,在(zài)仔細分析儀表本(běn)身運行情況後确(que)認儀表工作正常(chang),經🌂過研究✏️認爲儀(yi)表輸出波動應爲(wei)兩相介質中的固(gù)态顆粒引⭐起,爲了(le)解🌏決這一問題,對(duì)轉換器的單片🍓機(jī)軟件進行💃🏻了修改(gai),增加了12.5Hz和25Hz兩個頻(pin)率,同時增加🚩了勵(lì)磁頻率的⭐鍵盤控(kong)制,現場采用25Hz的勵(li)磁頻率,對儀表重(zhòng)新标定後,儀表運(yun)🐅行相當穩💯定,問題(ti)得到了🌐解決。
(2)口徑(jìng)從DN25-DN200電磁流量計,其(qí)中DN200用于測量有較(jiào)多固體物質🚶‍♀️的水(shui)煤灰漿液,在測量(liang)時同樣出現輸出(chū)波動現象,出庫時(shi)設置的勵磁頻率(lü)默認值爲6.25Hz,用戶通(tong)過電話反映了具(jù)體現象後,建議用(yòng)♊戶現場通過鍵盤(pán)将勵磁頻度設置(zhi)爲12.5Hz,更改設置後,儀(yi)表輸出穩定,運行(hang)正常。
5、小結
　　通過以(yǐ)上對電磁流量計(ji)勵磁頻率的分析(xī)和實例📞分析⛷️可㊙️以(yi)❌看出,電磁流量計(ji)的勵磁頻率對液(ye)固兩相介質的㊙️測(ce)量具有非常嚴重(zhong)的影響,隻有選擇(zé)合适的勵㊙️磁方式(shì)和勵磁頻率,儀表(biǎo)才能得到滿意的(de)測量結果,現在出(chū)現🙇‍♀️了所謂的三值(zhí)勵磁技術和雙頻(pín)勵磁技術,但每種(zhong)勵磁方式都有各(gè)自的優缺點⭐,我們(men)相信随着現代單(dān)片機技術和儀表(biao)智能🤟化技術的發(fa)展,一定會有更完(wan)善、先進的勵磁方(fang)式出現。

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