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智能電磁流量計勵磁方式

閱讀:221發布時間:2013-6-30

       在電磁流量計中,傳感器的工作磁場是由勵磁系統產生的,凡是有電磁流量計就離不開勵磁。勵磁方式決定了智能電磁流量計的抗*力大小和零點穩定性的好壞。勵磁方式即產生磁場的方式,*個必須滿足的條件就是要有一個均勻恒定的磁場.為此,就需要選擇一種合適的勵磁方式。目前,一般有三種勵碰方式,即直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁.現分別予以介紹.

    1.直流勵磁

直流勵磁方式用直流電產生磁場或采用*磁鐵,它能產生一個恒定的均勻磁場.這種直流勵磁變送器的zui大優點是受交流電磁場干擾影響很小,因而可以忽略液體中的自感現象的影響.但是,使用直流磁場易使通過測量管道的電解質液體被極化,即電解質在電場中被電解,產生正負離子.在電場力的作用下,負離子跑向正極,正離子跑向負極.如下圖所示.這樣,將導致正負電極分別被相反極性的離子所包圍,嚴重影響儀表的正常工作.所以,直流勵磁一般只用于測量非電解質液體,如液態金屬等.

直流勵磁方式

2.交流勵磁

    目前,工業上使用的電磁流量計,大都采用工頻(50Hz)電源交流勵磁方式,即它的磁場是由正弦交變電流產生的,所以產生的磁場也是一個交變磁場.交變磁場變送器的主要優點是消除了電極表面的極化于擾.另外,由于磁場是交變的,所以輸出信號也是交變信號,放大和轉換低電平的交流信號要比直流信號容易得多. 

如果交流磁場的磁感應強度為

              B=Bm sin  t                                    (3-38)

則電極上產生的感生電動勢為

            e=Bm D  sin  t                                  (3-39)

被測體積流量為

          qv= D                                     (3-40)

式中  Bm――磁場磁感應強度的zui大值;

       ――勵磁電流的角頻率,  =2  f;

      t――時間;

      f――電源頻率.

    由式(3-40)可知,當測量管內徑D不變,磁感應強度Bm為一定值時,兩電極上輸出的感生電動勢e與流量qv成正比.這就是交流磁場電磁流量變送器的基本工作原理.

    值得注意的是,用交流磁場會帶來一系列的電磁干擾問題.例如正交干擾.同相干擾等,這些干擾信號與有用的流量信號混雜在一起.因此,如何正確區分流量信號與干擾信號,并如何有效地抑制和排除各種干擾信號,就成為交流勵磁電磁流量計研制的重要課題。

    3.低頻方波勵磁

直流勵磁方式和交流勵滋方式各有優缺點,為了充分發揮它們的優點,盡量避免它們的缺點,70年代以來,人們開始采用低頻方波勵磁方式.它的勵磁電流波形如圖3—19所示,其頻率通常為工頻的1/4-l/10.

                             方波勵磁電流波形

從上圖可以看出,在半個周期內,磁場是恒穩的直流磁場,它具有直流勵磁的特點,受電磁干擾影響很小.從整個時間過程看,方波信號又是一個交變的信號,所以它能克服直流勵滋易產生的極化現象.因此,低頻方波勵磁是一種比較好的勵磁方式,目前已在電磁流量計上廣泛的應用.參考資料: 


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