摘要:電磁(cí)流量計 量程寬(kuān)、結構簡單應用(yòng)廣泛。以電磁流(liu)量計的結構演(yǎn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼變與幹擾抑制(zhi)爲線索,兩個大(da)方向下的各個(gè)方向的電磁流(liu)量計,并👄分析了(le)其未來發介紹(shào)了展方向和趨(qu)勢,在電子不斷(duan)發展與流量計(ji)量方法呈現多(duo)樣化基礎上,未(wèi)來電磁流量計(jì)仍以提高線圈(quān)勵⭐磁精度來抑(yì)制噪聲幹擾爲(wei)主,同時又不斷(duan)改變自☀️身結構(gou)和組合方法測(ce)量,以适應越來(lai)越複雜📐的流體(ti)測量環境。
0引言(yán)
　　從20世紀50年代以(yǐ)來,電磁流量計(ji)憑借其精度高(gāo)量程寬、反🔞應靈(líng)敏、耐腐蝕等優(you)點廣泛應用于(yú)石油、化工、水計(ji)量、制🙇‍♀️藥等行業(yè),迅速成爲實用(yòng)性最爲廣泛的(de)工業測量儀表(biǎo)之一。經🌈過幾十(shi)✊年的發展,電磁(ci)流量計的結構(gou)、信号幹擾抑制(zhi)技術革新成爲(wei)電磁流量🏒計測(cè)量性能提高的(de)重要方向。電磁(cí)流量計的結構(gòu)😘、電磁流量計幹(gan)💰擾抑制方法爲(wèi)線索,總結近年(nián)來電磁流量計(jì)現狀及成果.并(bìng)分析其發展趨(qū)勢,爲以後流量(liang)計的優化、設計(ji)、智能化等工作(zuò)提供一定的參(can)考與基礎。
1電磁(ci)流量計基本原(yuán)理
　　電磁流量計(jì)的基本工作原(yuán)理是法拉第電(dian)磁感應🛀定👣律，當(dāng)被測液體經過(guò)測量管内部時(shí)會在磁場中切(qie)割磁感線産生(shēng)感應電動勢,在(zài)2個測量電極之(zhi)間産生的感應(yīng)電❓動勢爲E=kBDv,由流(liu)量🌏Q=πD2v/4可得流🏃‍♂️量Q與(yǔ)感應電動勢E的(de)關系爲Q=πDE/4kB。其中,E爲(wèi)感應電🈲動勢,k爲(wei)常系數,B爲磁感(gǎn)應強度,D爲💃管道(dào)内徑的寬度,v爲(wei)流體流速。
　　由于(yu)傳統電磁流量(liàng)計對被測液體(ti)有最低導電率(lǜ)的💚要🎯求，電磁流(liú)量計的測量管(guǎn)爲絕緣測量管(guǎn)或内部襯裏有(you)絕緣🌂材料,絕緣(yuan)襯裏限制了被(bèi)測流體的溫度(dù)範圍及流😘量計(jì)的可靠性與适(shi)用☁️性。傳統電磁(ci)🤟流量計的單電(diàn)極對是根據感(gan)應電壓信号計(jì)算整個流動截(jie)面🏃🏻處的平均速(su)度,因而，對被測(ce)流體流速🏒分布(bù)敏感,隻能測量(liang)滿管流體,測量(liang)精度受被測流(liú)體的非軸對稱(cheng)速度分布影響(xiang)大,因此對直管(guǎn)段要求高;此外(wai),單一電磁流量(liàng)計無法正确測(ce)量多相流中的(de)導電相速度,尤(you)其是在工業現(xiàn)場中存在的油(yóu)水兩相流、油氣(qì)兩相流等測量(liang)工況下測量結(jié)果會🏒有很大的(de)誤差。因此,需要(yào)改變電磁流量(liang)計結構、對🐪勵磁(ci)🐅方式和信号調(diao)理技術進行優(you)化，使其适應更(gèng)複雜的測量環(huán)境。
2電磁流量計(ji)結構演化分析(xī)
　　電磁流量計結(jié)構優化的主要(yao)方式包括從測(ce)量管💛、勵磁線📐圈(quan)結構、測量電極(ji)的位置和數量(liàng)等方面進行改(gǎi)變,從🈲而得☀️到适(shi)用複雜工況的(de)電磁流量計。
2.1非(fēi)絕緣測量管電(diàn)磁流量計
　　電磁(ci)流量計絕緣襯(chen)裏的作用是防(fáng)止感應信号被(bèi)🌈金屬測量管短(duan)路,提高了流量(liàng)計的測量精度(du)。國内🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的電磁流(liu)量計的常見襯(chen)🈲裏材料有聚四(sì)氟乙烯、聚三氟(fú)氣乙烯、硬👣橡膠(jiāo)、聚氨酯橡膠、乙(yǐ)烯🔱與四氟氯乙(yǐ)烯共聚物等。但(dàn)這些絕緣材料(liào)🔞在耐磨性、耐高(gao)溫、耐💔氧化性、耐(nài)酸💃🏻堿性等方面(miàn)不能兼得,電磁(cí)流量計的絕緣(yuán)襯裏限制了其(qí)測量流體的适(shì)用範圍及适用(yong)工況,因此希望(wàng)電磁流量計能(néng)突破絕緣襯裏(lǐ)和絕緣測量管(guǎn)的限制，采用非(fēi)絕緣測量管🐕進(jìn)行流量的測量(liang)。
　　非絕緣測量管(guǎn)電磁流量計的(de)原理是建立流(liu)體與👅非絕緣金(jīn)📧屬🌈管壁之間不(bú)同的邊界條件(jiàn)。通過施加與流(liú)體流量成正比(bi)的電壓,在管壁(bi)上形成電勢分(fèn)布,由于電流流(liu)過金屬管壁,使(shǐ)得管壁上的電(dian)勢分布與流體(tǐ)中的流動信号(hào)電勢不同,這就(jiù)建立了管道與(yǔ)非絕緣㊙️金屬管(guǎn)壁之間的邊界(jie)條件,這個邊界(jie)🈲條件與絕緣襯(chèn)裏同樣起到了(le)防止電流經過(guò)引起✔️短路的作(zuo)用。也稱這種新(xin)🈲的控制方法爲(wei)“電勢補償法”。非(fei)絕緣測量管電(diàn)磁流量計的結(jie)構如圖1所示。
 
2.2不(bu)同勵磁線圈形(xíng)狀的電磁流量(liàng)計
　　電磁流量計(jì)的勵磁系統是(shì)由勵磁線圈、導(dǎo)磁鐵芯和磁轭(e)等部分組成。電(dian)磁流量計的磁(ci)場特性不僅和(hé)勵磁電流大小(xiao)變化有🙇‍♀️關,還深(shēn)受勵磁線圈的(de)形狀、尺寸🏃🏻大小(xiao)、匝數等因素影(ying)響🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。電磁流量計(jì)工作磁場的穩(wěn)定性和均勻性(xing)是設計♌分析勵(li)磁系統最關鍵(jian)的因素。不同的(de)勵磁線圈形狀(zhuang)對電磁流量計(ji)工🚶作磁場的影(yǐng)🔴響也各具特點(diǎn)。
2.2.1典型勵磁線圈(quān)
　　工業生産中廣(guǎng)泛應用的勵磁(ci)線圈的形狀主(zhu)要有圓形線圈(quān)🏒、菱形線圈矩形(xíng)線圈、馬鞍形線(xian)圈等。4種勵磁線(xiàn)圈的仿真幾何(he)✨模型㊙️如圖2所示(shi)。典型的線圈結(jié)構仍存在一些(xie)不足,如亥姆霍(huo)🔞茲線圈🐆中部的(de)工作磁場均勻(yun)度較好,而邊緣(yuán)處磁場卻減弱(ruo);菱形勵磁👨‍❤️‍👨線圈(quan)和矩形⁉️勵磁線(xian)圈産生的工作(zuo)磁場在電極附(fù)近的分布均☁️勻(yun)度較差;馬鞍形(xíng)勵磁線圈的磁(ci)⚽場.均勻度最好(hao),但輸出感應電(diàn)動勢大小🤞比亥(hai)姆霍茲線圈低(di)。
 
2.2.2E形框架亥姆霍(huo)茲線圈
　　由于勵(li)磁線圈的軸向(xiang)長度有限,根據(ju)電磁感應原理(li),線圈産🔴生💃的磁(cí)場是一系列圓(yuán)形的閉環。在線(xian)圈🌂彎曲的磁場(chang)的⭕邊緣🙇‍♀️處形成(chéng)非均勻分布的(de)磁場。即電磁場(chǎng)的分布❤️在測量(liàng)管方向🔞具有邊(bian)緣效應。ShereliffJA的數🏃學(xue)模型中提到當(dang)勵磁線圈的🌂軸(zhou)向長度接近測(cè)量♌管半徑的3倍(bèi)時,有限磁場的(de)靈敏度接近1。雖(suī)然分析了電磁(cí)流量計靈敏度(dù)與磁場軸向長(zhǎng)度之間的關系(xì),但勵磁線圈沿(yán)電極方向的長(zhǎng)度💃🏻仍未分析。
　　E形(xing)框架亥姆霍茲(zī)線圈是一種在(zai)傳統的亥姆霍(huo)茲🥰線☂️圈中加入(rù)導磁材料制成(cheng)的E形框架來模(mó)拟磁場的分布(bu)的改進勵磁結(jié)構。常用的勵磁(ci)裝置亥姆霍茲(zī)線圈具有2個平(ping)行排列的線圈(quan),并且測量管中(zhōng)的磁流場是📐2個(ge)線圈産生的磁(cí)場的疊加。爲了(le)減少在線圈邊(bian)緣漏磁通的影(yǐng)響㊙️,一種由導磁(cí)材料構成的E形(xing)勵磁框架,如圖(tú)3所示。線圈纏繞(rao)在E形框架的🈚中(zhōng)心，整個勵磁裝(zhuang)置由2個彼此相(xiàng)對放置的E形框(kuang)架組成。線圈形(xing)狀是矩形的，由(yóu)于E形框架具有(yǒu)高導磁率,磁力(li)線可以集中在(zài)E形框👄架的中🐇心(xin)區域，以提高穿(chuān)過測量管的磁(ci)場的強度和均(jun1)勻性,并且可以(yǐ)減小激☂️勵裝置(zhì)的尺🏃‍♂️寸。其中,E形(xing)框架亥姆霍茲(zi)線圈沿着測量(liàng)管的軸向長度(du)是48mm,即測量管半(bàn)🈲徑的3倍。此種結(jie)構具有漏磁小(xiǎo)、磁場分布均勻(yún)等優點。可🏃将磁(ci)通量集✏️中在測(cè)量管周圍的區(qu)域以确保有足(zu)夠的磁場強度(dù)來檢測流量流(liu)速信号。.
 
2.2.3雙層勵(lì)磁線圈
　　明渠是(shì)一種具有自由(you)表面液體流動(dong)的渠道。明渠🙇🏻水(shui)流也稱爲重力(lì)流和無壓流,其(qí)靠重力作用産(chǎn)生,表面相對💃壓(ya)力爲零且具有(yǒu)自由表面，因此(ci),明渠水流流經(jing)渠道的截面是(shì)時刻變化的。明(míng)🚶‍♀️渠電磁流量💁計(ji)的主要💃🏻設計問(wèn)題是通過專門(mén)設計的勵磁線(xiàn)圈來保證測量(liang)區内磁場的均(jun)勻分布。線圈的(de)設計還需應對(dui)幹擾電場的邊(biān)界效應，達到此(cǐ)需求最簡單👉的(de)方法是🤩在軸向(xiang)上增加線圈的(de)長度,但這又增(zeng)加了線圈的制(zhì)造成本。雙層勵(lì)磁線圈結構爲(wèi)解決明渠電磁(cí)流量計的磁場(chǎng)分布問題奠定(dìng)了基礎。
　　爲了使(shi)明渠流量計測(ce)量區磁場達到(dào)最佳均勻性,将(jiāng)雙層🤟線🔴圈和亥(hai)姆霍茲線圈兩(liǎng)種勵磁線圈進(jin)行仿真⛷️比較,圖(tu)4爲雙層勵磁線(xiàn)圈和亥姆霍茲(zi)線圈的仿真模(mó)型,發現雙層線(xian)圈的設計要優(yōu)于亥姆霍茲線(xiàn)圈,如果在亥姆(mǔ)霍茲線圈中,在(zai)流向方向上使(shǐ)線圈長度增加(jia)50%,則得到的磁場(chǎng)分布均勻性與(yu)在雙層線圈中(zhōng)相同。因😘此,雙層(ceng)勵磁線圈結構(gou)相比亥姆霍茲(zī)勵磁線圈更适(shi)🚶用于明渠電磁(ci)流量計。
 
2.3不同測(cè)量電極結構的(de)電磁流量計
　　根(gen)據電極結構的(de)不同,電磁流量(liang)計可分爲接觸(chù)式和非🈲接觸⭐式(shì)兩種。接觸型電(diàn)磁流量計使用(yòng)金屬點👌電極穿(chuān)透管壁🐪。非接觸(chù)式電磁流量計(ji)是将大面積的(de)金屬電極粘貼(tie)在測量管上,通(tong)過電容耦合的(de)方式獲得感應(ying)信号,因此,又稱(chēng)電💞容式電磁流(liu)量計。
2.3.1非接觸式(shi)電磁流量計
　　非(fēi)接觸式電磁流(liú)量計具有一些(xie)突出的優點:一(yi)方面避免了👄被(bèi)測液體與檢測(ce)電極直接接觸(chù),解決了檢測電(diàn)極容易💁受到液(yè)體腐蝕、磨損等(deng)問題;選擇合适(shi)的襯裏材料,電(diàn)容式電磁流♊量(liang)計也㊙️可以實現(xian)對漿液型和較(jiao)高腐蝕🔴性流體(tǐ)的檢測,增大了(le)流量儀表的使(shi)用範圍。另一方(fang)面,電磁流量計(ji)通過電容耦合(he)的方式獲❓取被(bèi)測液體流量信(xìn)号,被測流體與(yu)檢☂️測電極之間(jian)的耦合電容決(jue)定了傳㊙️感器的(de)内阻;增加☂️耦合(he)電容值可以減(jiǎn)小傳感器的内(nei)阻,降低流量信(xìn)号檢出難度，從(cóng)而使被測流體(tǐ)電導率的下限(xiàn)減小。
　　非接觸式(shì)電磁流量計的(de)電極與被測流(liu)體間有絕緣襯(chen)裏隔📐離或者直(zhi)接采用絕緣測(ce)量管。電極貼于(yu)測量管外面或(huò)鑲嵌💃于測量管(guan)内部。非接觸式(shì)電磁流量計利(lì)用電極與被測(ce)流體通過絕👨‍❤️‍👨緣(yuan)襯裏形成🈲耦合(hé)電容來檢測被(bèi)測流體流量信(xìn)号。主要結構形(xíng)🈲式按電極的🏒安(ān)裝位置可分爲(wei)兩種:電極嵌人(rén)測量管絕緣襯(chèn)裏(嵌人式)、電極(ji)貼在測量管外(wài)(外貼式)。嵌入式(shì)電磁流量計和(hé)外貼式電磁流(liu)量計的結構如(rú)圖🧡5所示,嵌人式(shi)結構和普通電(dian)磁流量📧計電極(ji)結構類似,而外(wai)貼式多是采用(yong)陶瓷表面金屬(shǔ)化将🌐電極⭕貼在(zai)流量計測量管(guan)外部。
 
2.3.2多電極式(shi)電磁流量計
　　通(tong)過理論分析[10]發(fā)現，流體測量截(jié)面處的速度分(fèn)布對電磁流量(liàng)計的測量精度(dù)影響十分敏感(gan),所以傳🌂統單🧡對(dui)電極電磁流🤞量(liàng)計測量流體時(shí),要求流速分布(bù)是軸對稱的,因(yin)此,需要被測⁉️流(liu)體滿管并具有(you)足夠長的直管(guan)段。在管徑大、流(liu)體未滿管或測(ce)量條件有限時(shí),單對💁電極電磁(ci)流量計的測量(liang)結果會存在不(bú)同程度的誤差(cha)，對于非滿管流(liú)體和非軸對📞稱(chēng)速度分布流體(tǐ)的測量傳統流(liu)量計不再适用(yòng),多電極式電磁(cí)流量計可以💃通(tōng)過測量多個點(dian)的感應電動勢(shi),獲得任意流型(xíng)下的流體平均(jun1)流速的表達式(shi)以及測量管内(nèi)流體液面高☎️度(du)，适用于非軸對(dui)稱流動和非滿(man)管條件下的流(liú)量測✌️量。
1)非滿管(guan)多電極式電磁(ci)流量計。其測量(liang)管壁上具有🧡多(duō)🚶‍♀️對電極,其中1對(dui)信号注人電極(jí)設置在測量管(guǎn)底部,用㊙️于滿管(guan)狀态判❓别的滿(mǎn)管指示電極設(shè)置在測量管頂(dǐng)部,其餘3對電極(jí)爲測量電極設(she)置在測量管兩(liang)側,用于管道流(liú)體液.位和流速(sù)信号的測量。當(dāng)對液位進行測(ce)量時,将電壓幅(fu)值恒定的交流(liú)信号施加于信(xìn)号注人電極上(shàng),在流體滿管情(qing)況下,該🛀流量計(ji)的功能與普通(tong)的電磁流量計(ji)相同,因爲此時(shí)流體流經橫截(jié)面積是🧡固定的(de),隻需根據感應(ying)電動勢推出被(bèi)測流體的流速(sù),進而計算得到(dào)流量值。當流體(ti)未充滿管道時(shi),滿管指示電極(ji)檢測到管道流(liú)體爲非滿管狀(zhuang)态,并利用算法(fa)對測量值進行(háng)修正,此時流量(liàng)計的測量方式(shì)則是測量流體(ti)流速和非滿管(guan)流體液😘位高度(dù)。通過測量管内(nèi)被測💃液體的耦(ǒu)合,反映液位高(gao)度變化的合成(chéng)信号可以通過(guò)3對測量電極得(dé)到,液位高度🌈的(de)準确測量值是(shi)通過轉換器💋将(jiāng)合成信号轉換(huan)獲得。非滿管多(duō)電極電磁流量(liàng)計✍️結構簡圖如(rú)圖6所示。
 
2)非軸對(duì)稱速度分布多(duo)電極式電磁流(liu)量計。由于測量(liàng)截🤩面所在☀️平面(mian)内管壁的感應(yīng)電動勢積分運(yùn)算📱的測量結㊙️果(guǒ)與流體流速分(fen)布無關,因此,多(duō)電極式電磁流(liú)量計可通過測(cè)量多點的感應(yīng)⭐電動勢來測量(liang)非軸對稱速度(du)分布下的流體(ti)流量。非軸對稱(chēng)速🈲度分布多電(dian)極式電磁流量(liàng)計按照測🍉量電(dian)極個數可分爲(wèi)四電極式、六電(dian)極式、八🈲電極式(shi)、十六電極式17等(deng)。從理論上講電(diàn)極個數越多,流(liú)體平均流速的(de)測量精度越高(gāo),但是從實際生(shēng)産制作條❄️件與(yǔ)流量計可靠性(xìng)來說,測量電極(ji)數目不能無限(xiàn)增多,而🏒且随着(zhe)電極數目的增(zēng)多,測量系統實(shi)時性也會降低(dī)。
3電磁流量計幹(gàn)擾抑制方法分(fèn)析
　　在電磁流量(liàng)計的測量過程(chéng)中,電極采集的(de)流量信号🔞混雜(zá)了大量的幹擾(rǎo)信号和噪聲。流(liú)量信号中的幹(gan)擾信号根據産(chan)生機理不同可(ke)分爲3類,第一類(lèi)是與電磁💋流量(liàng)計的電磁感應(yīng)原理有關的同(tóng)相幹擾、微分幹(gàn)擾等;第二類是(shì)和電化學作用(yong)有🌂關的漿液噪(zao)聲、極化幹擾、流(liú)動噪聲等;第三(sān)類是因外部電(dian)路而引起的工(gong)頻幹擾,可分爲(wei)串模幹擾、共模(mo)幹🏃🏻擾兩💰種。
　　不同(tóng)勵磁方式對流(liu)量計的功耗、精(jing)度、實時性等參(cān)數有着影響。勵(li)磁方式可分爲(wei)采用交變磁場(chang)和采💞用恒定磁(ci)場2種基本形式(shì),采用交變磁場(chang)包括正弦🔆波勵(lì)磁、低頻矩形波(bō)勵磁、三值👅矩形(xíng)波勵磁、雙頻矩(jǔ)形波勵磁🏃🏻‍♂️、三值(zhí)梯形🔴波勵磁等(děng)方式,采用恒定(dìng)磁場⁉️包括直流(liu)電👨‍❤️‍👨源勵磁和永(yong)磁鐵勵磁。
3.1交變(bian)磁場勵磁
　　最早(zao)應用在電磁流(liu)量計中的勵磁(cí)方式是工頻正(zheng)💘弦波勵磁,此種(zhǒng)電磁流量計測(cè)量迅速,這種方(fāng)式能有效✂️消除(chu)電極表面的極(jí)化現象,降低電(diàn)化學電勢☂️的影(yǐng)響♻️和傳感⛱️器内(nei)阻,但是由于頻(pin)率高,會帶來一(yi)系列電磁幹擾(rao)如正交幹擾、同(tóng)㊙️相幹擾等。矩形(xing)波勵㊙️磁将直流(liú)勵❄️磁和交流勵(lì)磁的優點結合(he)起來,既具備交(jiao)流勵磁極化幹(gàn)擾小的特點，又(yòu)具有直流勵磁(cí)無正交幹擾和(hé)同相幹擾👄矩形(xing)波勵磁方式采(cai)樣時間窗口.長(zhǎng)且穩定,可使流(liú)量計的零點穩(wěn)👣定性得到提高(gao)。
　　矩形波勵磁根(gen)據工作頻率的(de)高低分爲低頻(pín)矩形波勵磁和(he)高頻矩形波勵(li)磁，低頻勵磁雖(sui)然具有零⛷️點穩(wěn)定和有效降低(dī)電磁幹擾的優(you)勢,但是會降低(dī)傳感器🏒的響應(yīng)速度,不🌈再适用(yòng)💯于高速變化流(liú)體的測量。高頻(pin)勵磁具有響應(ying)速度快的優勢(shi)♋,但存在電磁幹(gàn)擾問題導緻測(cè)量精度的下降(jiang),其測量精度比(bi)不上低頻勵磁(cí)。随着工業生産(chǎn)生活中對流體(ti)測量實時性和(he)測量精度的提(ti)高,單頻的高頻(pin)勵磁和低頻❄️勵(li)磁已經不能滿(man)♌足人們的測量(liàng)要求,于是國内(nèi)🤞外研究人⛹🏻‍♀️員将(jiang)目光投向了雙(shuang)頻勵磁。雙頻勵(lì)磁電磁流量計(ji)結合低頻矩形(xíng)波勵磁和高頻(pin)矩形波勵磁的(de)優點。利用雙頻(pin)中低頻抑制測(ce)量液體噪聲、保(bǎo)持零點穩定性(xing)和高頻激勵響(xiang)應速度快的特(tè)點在測量被測(ce)液體時取得了(le)較好的效果🌈和(hé)🈲較快的響應速(sù)度。之後雙頻勵(lì)磁技術得到快(kuai)✊速發展,衍生☂️了(le)高壓和脈沖寬(kuan)度調制(PWM)調制低(dī)壓勵磁、時分雙(shuang).頻勵磁、雙頻梯(ti)形波勵磁等多(duō)♈種雙頻勵磁形(xing)式。時分雙頻勵(lì)磁方式♉不僅兼(jiān)顧了高頻低頻(pín)的優點,還提高(gāo)👄了流.量計的量(liang)程比。雙頻梯形(xíng)波與矩形波相(xiang)🥵比,梯❗形波具有(you)穩定部分,增加(jia)了信号的穩定(dìng)性，可以有🔞效消(xiao)除差分幹擾。與(yǔ)三角波相比,梯(ti)形波有上升沿(yán)和下降沿,提高(gāo)了電壓的利用(yong)率。雖然雙頻勵(lì)磁兼具高頻勵(li)磁響應速度快(kuai)♌和低頻勵磁穩(wěn)定性好的優點(dian),但是雙頻勵磁(ci)需要執行的算(suàn)法相更爲複雜(za)，這就使🥵得流量(liang)計功耗較大。
3.2恒(heng)定磁場勵磁
　　流(liú)量計采用恒定(dìng)磁場勵磁時,其(qí)優點是磁場強(qiáng)度恒定不變,比(bi)交變磁場勵磁(ci)更容易實現,流(liú)量計結構也更(gèng)加簡化,受工頻(pin)幹💔擾的影響小(xiao)。恒定磁場勵磁(ci)技術遇到的最(zui)關鍵問題是電(dian)化學作用在測(ce)量電極上産生(shēng)極化電壓,由于(yu)電極輸出的流(liu)量測量信号和(hé)電極☁️極化電壓(ya)均爲直流信号(hao),導緻很難從🏒測(cè)量信号中剔除(chú)極化電壓幹🐆擾(rǎo)信号,甚至極化(hua)電💰壓過大會🐇掩(yǎn)蓋測✔️量信号産(chan)生的感應電動(dong)勢。因此,恒👨‍❤️‍👨定磁(cí)場勵磁方式僅(jǐn)适用于内阻極(ji)🈚小、導電率極高(gao)且不産生極化(hua)電壓的特殊液(ye)态金屬的流量(liàng)測⭕量中。
　　目前克(ke)服電極表面極(jí)化的方法可以(yi)分爲:1)對極化噪(zào)聲進行補償。将(jiāng)非勵磁時段極(ji)化噪聲用來補(bǔ)償勵磁時段🔞的(de)極化噪聲。2)低🏃通(tōng)濾波極化噪聲(sheng)并反饋補償。采(cǎi)用階低通濾波(bo)🔆器剝離🐕極化噪(zào)聲,并進行反饋(kui)補償。因爲低通(tong)濾波器會使流(liú)量信号發生畸(ji)變🚩,故此方法尚(shàng)未應用于商業(ye)儀表。3)将極化電(dian)壓控制在穩定(dìng)值。這是一種避(bì)開極化電壓原(yuan)理的方法,代🚶表(biǎo)方法有繼電器(qi)電容反饋抑制(zhì)極化。基于這種(zhǒng)理念，利用動态(tai)反饋控制的方(fang)法應用在✂️永磁(ci)體勵磁的電磁(ci)流量計上。目前(qian),這種方法是恒(héng)磁磁場🚶‍♀️勵磁方(fang)法研究的熱門(mén)領域。
4電磁流量(liàng)計發展趨勢
4.1勵(li)磁技術的發展(zhǎn)趨勢
　　随着電子(zi)快速發展,對勵(lì)磁電流和勵磁(ci)信号的控制也(ye)越來越精确。勵(lì)磁方式将向多(duo)頻方向發展,讓(rang)電磁‼️流量計兼(jiān)具響應速度快(kuài),零點穩定性好(hao),輸出信号穩定(dìng)等優點。勵磁頻(pín)率也👄将向智能(néng)變換方向🥵發展(zhan),根據⭕電磁流量(liang)㊙️計輸出感⭕應電(diàn)勢信💛号中噪聲(shēng)的大小來改變(biàn)勵磁頻率。使電(diàn)磁流量計不僅(jǐn)具有克服流體(ti)噪聲和信号零(ling)點漂移的能力(lì),還能估計當前(qián)流體⁉️的漿液濃(nóng)度值。信号處理(li)技術也不.再隻(zhī)依靠電路進行(hang)濾波㊙️,可以利用(yong)MATLAB、快速傅裏葉變(bian)換(fastFouriertransform,FFT)或小波變換(huan)等軟件處理方(fang)式對信号調理(lǐ)以抑制幹擾,提(tí)高電磁流量十(shí)的勵磁精度。
4.2複(fu)雜工況組合測(cè)量的發展趨勢(shi)
　　随着流體測量(liàng)工況複雜性的(de)增加,電磁流量(liàng)計也✔️在朝着與(yu)其他方法組合(hé)測量的方向發(fa)展。主要有✊電磁(ci)流量💘計與弧形(xíng)電導探針組合(hé)測量系統、電磁(cí)流量計結合分(fèn)相法測量液體(tǐ)流量叫、電磁流(liu)量十🔴和電阻層(céng)析成像雙模态(tai)系統等。結合弧(hu)形電導探🔞針靈(ling)敏度高，探測場(chǎng)分布均勻的優(you)點,可以提高流(liú)體測量的分辨(biàn)率。分相法的結(jié)🥰合可以提高測(cè)量精度,成功地(dì)使電磁流量計(jì)适用于原始相(xiàng)分布不均勻的(de)氣液兩相流。電(dian)磁流量計與電(dian)阻層🌈析成像雙(shuang)模态系統可利(li)用多維數據融(róng)合的方法測量(liang)油水💋兩相流的(de)分相體積流量(liàng)與流速。随着互(hù)相關算法與多(duo)傳感器💞信息融(rong)合技術⭐的發展(zhan),電磁流量計與(yu)💔其他測量方法(fa)組合進行㊙️流體(ti)計量成爲未來(lái)發展的方向。

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