摘要:針對目(mù)前電磁流量(liang)計 測量精度(du)偏差大、靈敏(mǐn)度不高的缺(que)陷,提出了一(yi)種新💔的基于(yú)電磁感應原(yuán)理的電磁流(liu)量計。分析了(le)該電磁流量(liàng)🐆計的工作原(yuán)理、結構特性(xìng)等,對不同流(liu)速情況下所(suǒ)對應的最佳(jia)流道管徑進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，優化(huà)後電磁流量(liang)計在滿量程(cheng)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(yīng)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(zài)流體測量中(zhong)的計量設備(bèi)👉,在化學工業(ye)中廣泛應用(yong)于合成氨的(de)氨水流量測(ce)量等,其💃測量(liang)的正确率和(he)靈敏性直接(jie)決定了化工(gong)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(zhì)化工生産的(de)異常🔞。目前多(duō)數電磁流量(liàng)計爲正确級(ji)别爲1級的一(yi)對電極控制(zhì)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(zu)小管徑、慢流(liu)速、精度高、快(kuai)反應的監測(cè)需求，極大地(dì)限制了化工(gong)生産效率和(he)精度的進一(yī)步提升。
　　爲提(tí)高電磁流量(liang)計在小管徑(jing)、低流速模式(shì)下的工作正(zheng)确率和👅反應(ying)靈敏性，提出(chu)一種新的内(nei)流式的電磁(cí)流量計,對該(gai)流量計的工(gōng)作原理、結構(gou)特點等進行(háng)了🏃🏻‍♂️分析,特别(bie)是對不同流(liú)速下的最佳(jia)流道管徑匹(pǐ)配情況進行(háng)研究,從而确(què)📞定流道結構(gòu)。根據實✔️際測(ce)試表明👉，新的(de)電磁流量計(jì)在滿量程情(qing)況下的測量(liang)誤差在0.7%以内(nei),比優化前提(ti)升了57.1%,反應靈(ling)敏度比優化(hua)前提🚩升了91.7%，對(dui)提升化工廠(chang)流量測試的(de)正确率,提高(gao)化工生産安(an)全和效率具(jù)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(jìng)管道内流動(dong)時,由于水♋質(zhi)等因素,會導(dao)緻管道内壁(bì)逐漸出現結(jie)垢現象,目🙇🏻前(qián)經常采💯用的(de)外置式電磁(ci)流量計的測(cè)量精度會受(shòu)管道内壁變(biàn)化的影響,逐(zhu)漸🐪出現偏差(cha),因此難以滿(man)足長期監控(kòng)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(jì),其整體結❤️構(gòu)如圖1所示中(zhōng)。
 
　　該内置式電(dian)磁流量計通(tōng)過電纜和監(jian)測系統相連(lian)接、,流量計測(ce)速部分埋入(ru)管道内,當合(hé)成氨的氨水(shui)通過該電磁(ci)流量計㊙️時流(liu)量計根據液(yè)體流量的不(bu)🏃🏻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(xin)号最終由測(cè)量系統進行(hang)集♍中處理後(hou),計算出準确(què)的液體流量(liang)數據,将其傳(chuán)輸到監測控(kòng)🔆制中心，實現(xiàn)對整個化工(gong)生産過程的(de)反饋調節四(sì)。
　　爲了提高内(nèi)置式電磁流(liú)量計的測量(liang)精度和可靠(kao)性,在💘液體進(jin)口位置需要(yao)設置防護網(wǎng),實現對流人(rén)到流量計内(nei)的❤️液體的過(guo)🥵濾,避免液體(ti)内的雜質堵(du)🚩塞流量計測(ce)量🤞孔，而且也(yě)能降🐕低雜質(zhì)對流量計感(gan)應電極的磨(mó)損,提高✏️測量(liàng)結果💞的正确(que)率。由于電磁(cí)流量計長期(qī)在管道内工(gōng)作，環境較爲(wèi)惡劣且氨水(shuǐ)具有--定的腐(fǔ)蝕㊙️性,因此流(liú)量計🌐的外殼(ké)需要具有高(gāo)防腐性8]，提高(gao)使用🌏壽命和(hé)可靠性。
2傳感(gan)器結構設計(ji)
　　由于需要滿(man)足在小管徑(jìng)、低流量情況(kuang)下測速正确(que)率的需求🍉,因(yin)此對傳感器(qi)的工作靈敏(mǐn)性要求極高(gao)。爲了确保内(nèi)置式傳感器(qi)的應用可靠(kao)性,本文提出(chu)了一種🈚新的(de)傳🍉感器結構(gòu)田,其采用了(le)雙發射磁極(jí)和雙測量✨電(diàn)極結構,發射(shè)磁極和測量(liang)電極以兩相(xiàng)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(xian)圈内部設置(zhì)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(qì)整體結構截(jié)面如圖2所示(shì)同。
 
　　由于液體(ti)在低速流動(dòng)過程中的特(te)性和流道管(guan)徑關🚶‍♀️系較爲(wèi)密🌈切]回，因此(ci)爲了适應低(di)流量、小管徑(jing)情況下測量(liàng)正确👣率的需(xu)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(su)-管徑匹配特(te)性進行了研(yán)究,揭示不同(tong)流速和👄管徑(jìng)情況下的流(liu)量變化情況(kuàng),爲優化管道(dao)結構、提高監(jian)測正确率奠(dian)定基礎,不同(tóng)情況⁉️下流量(liang)、流速的的對(dui)應關系彙總(zong)如表1所示。
 
　　根(gēn)據實際匹配(pei)驗證,在不同(tóng)管徑、不同流(liú)速情況下💔具(ju)有不同的最(zui)大通過流量(liang),化工生産過(guò)程中氨水的(de)流量範🐆圍爲(wèi)0~20m/d,其流速在1.5m/s以(yi)内,綜合分析(xī)後，本文提出(chū)的電磁流量(liang)計的流道管(guan)徑設置爲12mm,從(cóng)而滿足不同(tóng)情況下的使(shǐ)用可靠性需(xū)求。
3試驗驗證(zhèng)分析
　　爲了對(duì)該新型電磁(ci)流量計的使(shǐ)用可靠性和(hé)測量正确率(lǜ)💜進❄️行分析，在(zài)密閉管道中(zhōng)裝人流量計(ji),對管道内輸(shu)人不同的流(liú)量8],并記錄電(diàn)磁流量計的(de)反應時間和(he)💛輸出頻♉率,将(jiāng)所輸人流😘量(liang)值和該傳感(gan)器的流量測(cè)量值進行拟(ni)合對比，繪制(zhì)關聯曲線如(ru)圖3所示。
 
　　由圖(tú)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(liang)-頻率呈線性(xing)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(wei)内，其⛷️測量誤(wu)差爲0.6%,比優化(huà)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(tong)發出流量監(jian)測結果,時間(jiān)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(he)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(jue)目前電磁流(liu)量計測量精(jīng)度偏差大、靈(ling)敏度低的❌不(bú)足,提出了一(yī)種新的電磁(ci)流量計。對該(gai)電磁流🌂量計(ji)的工作原理(lǐ)、、結構特性等(děng)進行了分析(xī),根據分析結(jié)果表🏃🏻明:
1)内置(zhì)式的電磁流(liú)量計設置有(you)過濾裝置等(děng),能夠比傳統(tǒng)的外置式傳(chuán)感器具有更(geng)高的測量精(jing)度和使用可(ke)✔️靠性;
2)新的傳(chuán)感器采用了(le)雙發射磁極(ji)和雙測量電(diàn)極結✨構,能☀️夠(gou)保🏃‍♀️證所産生(sheng)的交變磁場(chang)的穩定性,提(tí)高測量時📐的(de)精💞度;
3)電磁流(liú)量計需根據(jù)所使用環境(jing)的流量、流速(su)的不同有🔞針(zhen)對性地設計(jì)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(man)量程情況下(xià)的測量誤差(chà)在🈲0.7%以内，比⛷️優(you)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(dì)提升了流☁️量(liàng)監測正确率(lü)。

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