摘要:針對目(mù)前電磁流量(liang)計 測量精度(dù)偏差大、靈敏(mǐn)度不高的缺(quē)陷,提出了一(yi)種新的基于(yú)電磁感應原(yuan)理的電磁流(liú)量計。分析了(le)該電磁流量(liang)㊙️計的工作原(yuán)理、結構特性(xing)等,對不同流(liú)速情況下所(suo)對應🐅的最佳(jiā)流道管徑進(jin)行了研究。結(jié)果📐表明，優化(huà)後電磁流量(liang)計在滿量程(chéng)情況下的測(cè)量誤差在0.7%以(yǐ)内,比優化前(qian)提升了57.1%;反應(ying)靈敏度比優(you)化前提升了(le)91.7%。
引言
　　電磁流(liu)量計是一種(zhong)廣泛應用在(zai)流體測量中(zhōng)的計量設備(bèi),在化學工業(ye)中廣泛應用(yòng)于合成氨的(de)氨水流量✍️測(cè)量等,其測量(liàng)的正确率和(he)靈敏性直接(jie)決定了化工(gōng)🙇🏻合成産♍品的(de)純度和經濟(jì)性,一🚩旦其精(jing)度不足或者(zhe)靈♊敏性過低(di)，将直接導緻(zhi)化工生産的(de)異常。目前多(duo)數電磁流量(liang)計爲⛷️正确級(ji)别爲1級的一(yi)對電極控制(zhi)模式❄️,主要适(shì)用于大管徑(jìng)、高流速情況(kuang)下的流量測(cè)試，無法滿足(zú)小管徑、慢流(liu)速、精度高、快(kuai)反應👉的監測(cè)需求，極大地(di)限制了化工(gong)生産🔅效率和(hé)精度的進一(yi)步💚提升。
　　爲提(ti)高電磁流量(liang)計在小管徑(jìng)、低流速模式(shì)下的工作正(zhèng)确率和反應(yīng)靈敏性，提出(chū)一種新的内(nèi)流式的🤩電磁(cí)流量計,對該(gāi)流量計🏃🏻的工(gōng)作原理、結構(gòu)特點等進行(háng)了分析,特别(bié)是對🍉不同流(liu)速下的最佳(jiā)流道管🏃‍♀️徑匹(pǐ)配情況進行(hang)研究,從而确(què)定流道結構(gou)。根據實際測(ce)試表明，新的(de)電磁流量計(ji)在滿量程情(qíng)況下的測量(liàng)誤差在0.7%以内(nèi),比優化前提(tí)升了57.1%,反應靈(ling)敏度比優化(hua)前提升了91.7%，對(duì)提升化工廠(chǎng)流量測試的(de)正确率,提高(gāo)化工生産安(an)全和效率具(ju)有十分🚶重要(yao)的意義。
1總體(tǐ)方案設計
　　當(dāng)合成氨的氨(ān)水在小直徑(jing)管道内流動(dòng)時,由于水質(zhi)等因素‼️,會導(dǎo)緻管道内壁(bì)逐漸出現結(jie)垢現象,目前(qian)經常采🙇🏻用的(de)外置式電磁(ci)流量計的測(ce)量精度會🤟受(shou)管道🔞内壁變(bian)⛷️化的影🚩響,逐(zhú)漸出現偏差(cha),因此難以滿(mǎn)足長期監控(kong)情況下的監(jiān)測正确率和(hé)可靠性需🤩求(qiu)。因此本文提(ti)出了一種新(xin)的内置式的(de)電磁流量計(ji),其整體結構(gòu)如圖1所示中(zhong)。
 
　　該内置式電(dian)磁流量計通(tong)過電纜和監(jiān)測系統相連(lián)接、,流量計測(cè)速部分埋入(ru)管道内,當合(he)成氨的氨水(shui)通過該電磁(ci)流量計🌈時流(liú)量計根據液(yè)體流量的不(bú)同，輸出不同(tóng)的電磁信❓号(hao),流量計工作(zuo)時所輸出的(de)電磁測量信(xìn)号最終由測(ce)量系統進行(háng)集中處理後(hou)✂️,計算出準确(què)的液體流量(liang)數據,将其傳(chuan)輸到監測控(kong)♊制中心，實現(xiàn)🈚對整個化工(gōng)生産過程的(de)反饋調節四(si)💁。
　　爲了提高内(nèi)置式電磁流(liu)量計的測量(liàng)精度和可靠(kao)性,在液體進(jìn)口位置需要(yao)設置防護網(wang),實現對流人(rén)到流✍️量計内(nei)的液體的過(guò)濾,避免液體(ti)内的雜質堵(dǔ)塞流量計測(ce)量孔，而且也(ye)能降低雜質(zhì)對流量計感(gǎn)應電極的磨(mo)損,提高♋測量(liang)結果🔅的正确(que)率。由于電磁(cí)流量計長期(qi)在管道内工(gōng)作，環境較爲(wèi)惡劣且氨水(shui)具有--定的腐(fǔ)蝕性,因此流(liú)量計的外殼(ké)需要具有高(gao)防腐性8]，提高(gao)使用壽命和(he)可靠性。
2傳感(gǎn)器結構設計(ji)
　　由于需要滿(mǎn)足在小管徑(jing)、低流量情況(kuàng)下測速正确(què)率❗的需🌏求🆚,因(yīn)此對傳感器(qì)的工作靈敏(min)性要求極高(gāo)。爲了确保✨内(nei)置式傳感器(qì)的應用可靠(kào)性,本文提出(chū)了一種新的(de)傳感器結構(gòu)田,其采用了(le)雙發射磁極(ji)和雙測量📐電(dian)極結構,發射(shè)磁極♉和測量(liang)電極以兩相(xiang)🈲對稱的方式(shì)🌈均勻分布在(zài)圓柱狀的傳(chuan)🎯感器簡體内(nèi)👣。所用的測量(liang)電極和傳感(gǎn)器外殼絕緣(yuan)，在磁極的線(xiàn)圈内部設置(zhi)有鐵芯,從而(ér)保證所産生(shēng)的交變磁場(chang)👨‍❤️‍👨的穩定性，提(ti)高測量☁️時的(de)精度。傳感器(qi)整🌈體結構截(jié)面如圖2所示(shi)同。
 
　　由于液體(ti)在低速流動(dòng)過程中的特(tè)性和流道管(guan)徑關🔴系較爲(wei)密切]回，因此(cǐ)爲了适應低(di)流量、小管徑(jing)情況下測量(liàng)正确率的需(xū)求,本文利用(yong)流體動力學(xue)對😘不同管徑(jing)不同✌️流量情(qíng)🤞況下的流速(sù)-管徑匹配特(te)性🏃🏻進行了研(yan)究,揭示不同(tong)流速和管徑(jing)情況下的流(liu)量變化情況(kuàng),爲優化管道(dao)結㊙️構、提高監(jiān)測正确率奠(diàn)定基礎,不同(tong)情況下流量(liang)、流速的的對(duì)應關系彙總(zong)如表1所示。
 
　　根(gēn)據實際匹配(pei)驗證,在不同(tong)管徑、不同流(liú)速情況下具(jù)有不同的💋最(zuì)大通過流量(liàng),化工生産過(guò)程中氨水的(de)流量範圍爲(wei)0~20m/d,其流速在1.5m/s以(yi)内,綜合分析(xī)後，本文提出(chu)的電磁流量(liàng)♈計的流道管(guan)徑設置爲12mm,從(cong)而滿足不同(tong)情況下的使(shi)用可靠性需(xū)求。
3試驗驗證(zhèng)分析
　　爲了對(duì)該新型電磁(cí)流量計的使(shi)用可靠性和(he)測量🍓正🔞确率(lǜ)進行分析，在(zài)密閉管道中(zhong)裝人流量計(ji),對管道内輸(shu)人🤩不同的流(liú)量8],并記錄電(dian)磁流量計的(de)反應時間和(hé)輸出頻率,将(jiang)所輸人流量(liàng)值和🔱該傳感(gǎn)器的流量測(ce)量值進行拟(ni)合對比，繪制(zhi)關聯曲線如(rú)圖3所🌈示。
 
　　由圖(tu)3可知,随着輸(shu)人流量的增(zēng)加，所輸出的(de)頻.率持續🧡增(zēng)加,而🌈且流量(liàng)-頻率呈線性(xìng)正相關，其線(xian)性系數高達(da)🈲0.999,表明該儀器(qi)設備具有線(xian)性響應曲線(xiàn)，在該流量計(ji)的🎯測量範圍(wéi)内，其測量誤(wù)差爲0.6%,比優化(hua)前的1.4%提升了(le)57.1%。從管🏃‍♀️路内給(gei)出流量增加(jia)🔞信号，到系統(tǒng)發出流量監(jian)測結果,時間(jian)差約爲0.01s,比傳(chuán)統流量計0.12s的(de)反應時間縮(suo)短了91.7%,極大地(di)提升了電磁(cí)流量計的反(fan)應靈敏性和(hé)可靠性,爲進(jin)一步提升化(huà)工生産企業(ye)的産品品質(zhi)和生産安全(quán)性奠定了堅(jiān)實的基礎。
4結(jie)論
　　爲了解決(jué)目前電磁流(liu)量計測量精(jīng)度偏差大、靈(líng)敏度低的不(bú)足,提出了一(yi)種新的電磁(cí)流量計。對該(gai)電磁流🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量計(jì)的工作原理(lǐ)、、結構特性等(děng)進行了分析(xi),根據分析結(jie)果表明:
1)内置(zhì)式的電磁流(liu)量計設置有(yǒu)過濾裝置等(děng),能夠比傳❓統(tǒng)的外置式傳(chuan)感器具有更(gèng)高的測量精(jing)度和使用可(kě)靠性;
2)新的傳(chuan)感器采用了(le)雙發射磁極(jí)和雙測量電(diàn)極結🙇‍♀️構,能夠(gou)保證所産生(shēng)的交變磁場(chang)的穩定性,提(tí)高測量時的(de)精度;
3)電磁流(liu)量計需根據(jù)所使用環境(jìng)的流量、流速(sù)的不同有針(zhēn)🔞對性地設計(ji)流道直徑,從(cóng)而提高監測(cè)精度和可靠(kao)性🐉;
4)新的電磁(cí)流量計在滿(mǎn)量程情況下(xia)的測量誤差(cha)在🏃🏻‍♂️0.7%以内，比優(yōu)💁化前提升了(le)57.1%,反應靈敏度(du)比優化前提(tí)升💰了91.7%,極大地(di)🙇🏻提升了流🔞量(liàng)監測正确率(lǜ)。

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