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智能电磁流量计励磁方式

时间:2013-06-30      阅读:196

       在电磁流量计中,传感器的工作磁场是由励磁系统产生的,凡是有电磁流量计就离不开励磁。励磁方式决定了智能电磁流量计的抗*力大小和零点稳定性的好坏。励磁方式即产生磁场的方式,*个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场.为此,就需要选择一种合适的励磁方式。目前,一般有三种励碰方式,即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁.现分别予以介绍.

    1.直流励磁

直流励磁方式用直流电产生磁场或采用*磁铁,它能产生一个恒定的均匀磁场.这种直流励磁变送器的zui大优点是受交流电磁场干扰影响很小,因而可以忽略液体中的自感现象的影响.但是,使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化,即电解质在电场中被电解,产生正负离子.在电场力的作用下,负离子跑向正极,正离子跑向负极.如下图所示.这样,将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围,严重影响仪表的正常工作.所以,直流励磁一般只用于测量非电解质液体,如液态金属等.

直流励磁方式

2.交流励磁

    目前,工业上使用的电磁流量计,大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式,即它的磁场是由正弦交变电流产生的,所以产生的磁场也是一个交变磁场.交变磁场变送器的主要优点是消除了电极表面的极化于扰.另外,由于磁场是交变的,所以输出信号也是交变信号,放大和转换低电平的交流信号要比直流信号容易得多. 

如果交流磁场的磁感应强度为

              B=Bm sin  t                                    (3-38)

则电极上产生的感生电动势为

            e=Bm D  sin  t                                  (3-39)

被测体积流量为

          qv= D                                     (3-40)

式中  Bm――磁场磁感应强度的zui大值;

       ――励磁电流的角频率,  =2  f;

      t――时间;

      f――电源频率.

    由式(3-40)可知,当测量管内径D不变,磁感应强度Bm为一定值时,两电极上输出的感生电动势e与流量qv成正比.这就是交流磁场电磁流量变送器的基本工作原理.

    值得注意的是,用交流磁场会带来一系列的电磁干扰问题.例如正交干扰.同相干扰等,这些干扰信号与有用的流量信号混杂在一起.因此,如何正确区分流量信号与干扰信号,并如何有效地抑制和排除各种干扰信号,就成为交流励磁电磁流量计研制的重要课题。

    3.低频方波励磁

直流励磁方式和交流励滋方式各有优缺点,为了充分发挥它们的优点,尽量避免它们的缺点,70年代以来,人们开始采用低频方波励磁方式.它的励磁电流波形如图3—19所示,其频率通常为工频的1/4-l/10.

                             方波励磁电流波形

从上图可以看出,在半个周期内,磁场是恒稳的直流磁场,它具有直流励磁的特点,受电磁干扰影响很小.从整个时间过程看,方波信号又是一个交变的信号,所以它能克服直流励滋易产生的极化现象.因此,低频方波励磁是一种比较好的励磁方式,目前已在电磁流量计上广泛的应用.参考资料: 

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