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电磁流量计线圈的作用

文章出处:人气:0发表时间:2019-3-22 11:08:53

电磁流量计线圈的作用

电磁流量计可以和任何一款流量积算仪进行配套使用,也可以直接把信号送入PLC和机算机。那么电磁流量计有哪些功能呢?主要有流量下限设定,流量上限设定,流量下限报警,流量上限报警,小信号切除功能,量程设定,管道空管报警,仪表故障报警,输出:脉冲信号,输出电流信号。

流量下限设定功能:主要用于一些特殊场所,当流量低于设定值发出报警,操作人根据需要对阀门进行关闭或对泵进行关停。

电磁流量计线圈.jpg

电磁流量计线圈的作用

(一)测量原理根据法拉第电磁感应定律,当一导体在磁场中运动切割磁力线时,在导体的两端即产生感生电势e,其方向由右手定则确定,其大小与磁场的磁感应强度B,导体在磁场内的长度L及导体的运动速度u成正比,如果B,L,u三者互相垂直,则e=Blu与此相仿.在磁感应强度为B的均匀磁场中,垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道,当导电液体在管道中以流速u流动时,导电流体就切割磁力线.如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极则可以证明,只要管道内流速分布为轴对称分布,两电极之间也特产生感生电动势:e=BDu式中,u为管道截面上的平均流速.由此可得管道的体积流量为:

由上式可见,体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系,与磁场的磁感应强度B成反比,与其它物理参数无关.这就是电磁流量计的测量原理.需要说明的是,要使式严格成立,必须使测量条件满足下列假定:

①磁场是均匀分布的恒定磁场;

②被测流体的流速轴对称分布;

③被测液体是非磁性的;

④被测液体的电导率均匀且各向同性。图电磁流量计原理简图1-磁极;2-电极;3-管道

(二)励磁方式励磁方式即产生磁场的方式.由前述可知,为使式

(3)严格成立,第一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.

电磁流量计线圈的作用

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永久磁铁,它能产生一个恒定的均匀磁场.这种直流励磁变送器的最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=Bmsinwt则电极上产生的感生电动势为e=BmDusinwt被测体积流量为qv=D式中Bm――磁场磁感应强度的最大值;w――励磁电流的角频率,w=2f;t――时间;f――电源频率.

由式可知,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所示,其频率通常为工频的1/4-l/10.方波励磁电流波形从图可见,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.概括一下,它具有如下几个优点:

①能避免交流磁场的正交电磁干扰;

②消除由分布电容引起的工频干扰;

③抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流;

④排除直流励磁的极化现象. 

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