電磁流量(liàng)計 是根據法拉(lā)弟電磁感應定(dìng)律爲原理進行(hang)流量測量的儀(yí)表🌈。電磁流量計(jì)隻有管道村裏(li)和測量電極☂️與(yu)被📐測介質接觸(chu),隻要選擇合适(shi)的村裏和電極(ji)材料,幾乎可以(yi)測量一切導電(dian)流體的流量,由(you)于傳感器内沒(méi)有任何活動部(bù)件和阻流部件(jian),尤其适合測量(liàng)污水、泥漿等含(hán)雜質,顆粒和液(yè)固二相物質的(de)介✌️質。因此,電磁(ci)流量計可應用(yòng)于石油、化工、污(wu)水處理、水力、電(dian)力等各領域的(de)流量測量。本文(wén)僅對電磁流量(liang)計的測量原理(lǐ)和勵磁頻率對(duì)測量的影響進(jin)行分析、探讨,并(bing)結合實例述選(xuan)擇🎯合适測量頻(pín)率的重🌐要性。
1、電(diàn)磁流量計的組(zǔ)成和測量原理(lǐ)
1.1電磁流量計的(de)組成
　　電磁流量(liang)計由電磁流量(liàng)傳感器和電磁(ci)流量轉換器兩(liǎng)部分組成,如圖(tú)所示,電磁流量(liang)傳感器安裝在(zai)工藝管道上,用(yòng)來将介質的流(liú)量變換成感應(yīng)電壓信号。電磁(ci)流量轉換器向(xiàng)傳感🥰器提供産(chǎn)生磁場的👉勵磁(cí)電流,接受感應(ying)電壓信号,将流(liu)量信号放大,處(chu)理井轉換成統(tong)一的、标準的電(diàn)信号(電流,電壓(ya)、頻率)以及數字(zi)信号,液晶顯示(shì)瞬時流量和累(lèi)積流✂️量

2、電磁流量計(ji)的工作原理
　　電(dian)磁流量計是根(gen)據法拉弟電磁(ci)感應定律的原(yuan)理☔制造的,即😄導(dǎo)體在磁場中做(zuo)切割磁力線運(yùn)動,導體🥵兩端産(chan)生感生電動勢(shi),感生電動勢的(de)大小與磁場的(de)磁感應強度成(cheng)正比,與導體的(de)長度成正比,與(yu)導體的運動速(su)度成正比。
E=klub         (1)
式中(zhōng):E:感生電動勢k:比(bǐ)例系數l:導體的(de)長度;u:導體的運(yùn)動❤️速度😍,B:磁❄️場的(de)磁感應強度。

1.電(dian)磁流量轉換器(qi)2.感應信号傳輸(shu)線3.勵磁信号傳(chuan)輸線💞4.傳感器村(cūn)😘裏5.平衡電極6.勵(lì)磁線圈7.信号電(dian)極8.傳感器測量(liàng)管9.安裝🥰法蘭對(dui)于圓形測量管(guǎn),流過的體積流(liú)量爲:
qv=π/4D2u          (2)
根據式(1)和(hé)(2),則流過圓形測(cè)量管的體積流(liú)量爲:
qv=π/4D2?/klB           (3)
當測量管(guan)幾何形狀一定(ding)、磁場的磁感應(ying)強度一定時:
D=1;
令(ling)K*π/4D /kB=則:
Qv=KE         (4)
即:電磁流量(liàng)計的體積流量(liàng)與感應電動勢(shi)成正比。
3、勵磁方(fāng)式分析
　　電磁流(liú)量計的勵磁方(fang)式決定着電磁(ci)流量計的抗幹(gàn)擾能力大小和(he)零點穩定性能(néng)的好壞。電磁流(liú)量計的勵磁✉️方(fang)式大緻🚶可分爲(wèi):直流勵磁、交流(liu)勵磁、低頻矩形(xing)波勵磁等。
3.1直流(liú)勵磁
　　直流勵磁(ci),即由水磁鐵或(huo)恒定直流電流(liú)勵磁産生🔞的磁(cí)場這種磁場産(chǎn)生的流量信号(hao)是直流電壓信(xin)号,幾乎沒有電(dian)磁感應的幹擾(rao)産生,直流信号(hào)電壓容易使🌈流(liu)過測量管的🔞導(dao)電介質極化,在(zài)測量電極上産(chǎn)生極化電壓,造(zao)成量的不穩定(dìng)。
3.2交流助磁
　　交流(liu)勵磁通常是指(zhǐ)使用50H或)60Hz)正弦波(bō)的工頻市電勵(lì)磁的傳感器這(zhe)種勵磁方式能(néng)降低電解質液(ye)體對電極的極(ji)化作用,因而大(dà)大地降低了漂(piāo)移直流幹擾對(duì)測量的影🐅響。交(jiao)流🌈勵磁ZUI大🏃🏻‍♂️的缺(quē)點是由于電磁(cí)感應造成的正(zheng)交幹擾和同相(xiang)幹擾它們影響(xiang)流量計測量線(xiàn)性度和零點的(de)☎️穩定性。
3.3任頻矩(jǔ)形波磁
　　低頻矩(jǔ)形波勵磁是指(zhi)使用頻率爲工(gong)頻的整數倍分(fèn)💜之一的矩形波(bō)作爲勵磁頻率(lǜ)的傳感器。勵磁(ci)頻❤️率通❤️常爲工(gong)頻的1/8-1/32。
低頻矩形(xing)波勵磁具有能(néng)夠克服直流勵(li)磁存在極㊙️化電(dian)壓大的🌂優點,又(yòu)有避免交流勵(li)磁存在電磁感(gǎn)應幹擾引起正(zheng)😄交幹擾和間相(xiang)幹擾的優點,是(shi)兼顧㊙️直流勵🏃‍♂️磁(cí)和交😘流勵磁兩(liǎng)者優🤞點的一😘種(zhong)勵磁方式但當(dang)用低頻矩形波(bo)勵磁流量計測(cè)量漿💚液流體時(shi),會産生“漿液噪(zao)聲”或“尖狀幹擾(rao)”。這種幹擾會使(shǐ)測量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼信号輸出(chu)有較大的波動(dòng),嚴重影響測量(liang)。
　　當流體中的固(gu)體顆粒或纖維(wei)磨擦電極會形(xing)成一🆚種波形呈(chéng)尖狀的幹抗,習(xi)慣稱作“尖狀幹(gan)擾”,圖3-1可以說明(ming)這種幹擾的形(xíng)成,金❌屬在電解(jiě)質中腐蝕的現(xian)象告訴我們,電(diàn)極爲了抗拒電(dian)✂️解質的腐蝕,往(wang)往在與流體開(kai)🏒始接觸時,其表(biao)面先形成一種(zhong)博的氧化膜。在(zài)形成氧⛱️化膜的(de)過程中,金屬與(yu)電解質之間産(chǎn)生極高的極化(huà)電壓,如果兩電(dian)💁極的材質和表(biao)面狀态完全相(xiàng)同,金屬與電解(jiě)質之間的極化(huà)電壓成爲極性(xing)相同,幅度相等(děng)👌的共模幹擾電(diàn)壓。當流體中的(de)固體顆粒或纖(xian)維摩擦或撞擊(ji)電極表面,把電(dian)極表👨‍❤️‍👨面薄層氧(yǎng)化膜拉❓破或生(shēng)成劃痕,傷破的(de)氧化膜需要重(zhong)新形成在重新(xīn)形成氧✍️化膜的(de)過程中,電極對(dui)📐液體間的極化(huà)電壓将發生突(tū)變。如果兩個電(diàn)極材質,結構、表(biǎo)面狀态存在差(cha)異,所産生的極(ji)化共模幹擾變(bian)爲差模幹擾,于(yú)是就出現了流(liú)量計測量輸✏️出(chū)的大幅度波動(dòng)(擺動)。

　　以上分析(xi)說明,固液兩相(xiàng)流測量時對“漿(jiang)液噪聲”問題,需(xū)要從勵⁉️磁頻率(lü)的選擇上去解(jiě)決針對低頻矩(jǔ)🌈形波☀️勵磁電磁(ci)流量計的這一(yi)缺點,電磁流量(liang)計利用現代先(xiān)進的🈲單片機技(jì)術,設計了一種(zhong)可控頻率的智(zhi)能化電磁流量(liàng)轉換器。電磁流(liu)量轉✂️換器時通(tōng)🌈過程序設計🔞了(le)鍵盤控制的三(sān)種不同的勵磁(ci)頻率,勵磁頻率(lǜ)分别6.25Hz、12.5Hz和25.0Hz。在實際(jì)應用中可根據(jù)不同的介質情(qíng)況,設置不同的(de)勵磁🧑🏾‍🤝‍🧑🏼頻率。
　　電磁(ci)流量傳感器的(de)原理框圖如上(shàng):此設計在實際(jì)應用中取得了(le)非常明顯的效(xiao)果。
4、實例
(1)口徑爲(wèi)DN80電磁流量計,測(cè)量介質爲石灰(huī)漿,量程100m3/h,出廠使(shi)用的勵磁頻率(lǜ)爲6.25HZ。
(當時勵磁頻(pin)率還不可通過(guò)鍵盤設置),安裝(zhuang)後用水調💚試時(shí),僅表👣運行正常(chang),當測量工藝介(jie)質石灰漿時㊙️,儀(yí)表輸出跳動非(fēi)常嚴重,從80m3h到120m3/h,儀(yí)表無法使用。
　　在(zài)現場詳細了解(jie)了介質工藝情(qíng)況後,得知介質(zhì)中♋含㊙️有大量的(de)🛀🏻顆粒,爲典型的(de)液固兩相介質(zhì),在仔細分析儀(yí)表本身運行情(qíng)況後确認儀表(biǎo)工作正常,經過(guo)研究認爲儀表(biao)輸出☎️波動應🏃🏻爲(wei)兩相🌈介質中的(de)固态顆粒引起(qǐ),爲了解決這一(yī)問題,對轉換器(qi)的單片機軟件(jiàn)進行了修改,增(zeng)加🏃🏻‍♂️了12.5Hz和25Hz兩個頻(pin)率,同時增加⭐了(le)勵磁頻率的㊙️鍵(jian)盤控制,現場采(cai)用25Hz的勵磁頻率(lü),對🏒儀表重新标(biao)定後🌈,儀表運行(háng)相當穩定,問題(tí)得到了解決。
(2)口(kǒu)徑從DN25-DN200電磁流量(liàng)計,其中DN200用于測(ce)量有較多固體(ti)物質✉️的水煤灰(hui)漿液,在測量時(shi)同樣出現輸出(chu)波動現象,出👣庫(ku)時✂️設置的勵磁(cí)頻率默認值爲(wei)6.25Hz,用戶通過電話(hua)反映了具體現(xian)象後,建議用戶(hu)現場通過鍵盤(pán)将勵磁頻度設(she)置爲12.5Hz,更改設置(zhì)後,儀表輸出🧑🏾‍🤝‍🧑🏼穩(wěn)定,運行🏃正常。
5、小(xiao)結
　　通過以上對(duì)電磁流量計勵(li)磁頻率的分析(xi)和實例分析可(kě)🔆以看出,電磁流(liu)量計的勵磁頻(pin)率對液固兩相(xiàng)介質的測量具(jù)有非常嚴重的(de)影響,隻有選擇(zé)合💁适的勵📧磁方(fang)式和勵磁頻率(lǜ),儀表才能得到(dào)滿意的測量結(jié)果,現在出現🔱了(le)所謂的三值勵(lì)磁技術和雙頻(pín)勵磁技術,但每(měi)種勵磁方式都(dou)有各♌自的優缺(quē)點,我們相信随(sui)着現代單片機(jī)技術和儀表智(zhi)能化技術的發(fa)展,一定會有更(geng)完善、先進的勵(li)磁方式出現。

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