電磁流量計技術開發過程

摘要：電磁流量計技術開發過程

從(cong) 20世紀50年代開展起來的交流正弦波工頻勵磁到70~80年代呈現的低頻矩形波勵磁，再到90年代以後的高頻勵磁、雙頻勵磁、可編程控製勵磁等，勵磁方式的不時改良代表著電磁流量計技術的不時進步。隨著電子學和計算機技術的開展，愈加速了電磁流量計技術的大開展。當前電磁流量計的技術開展可歸結為(wei) 以下幾個(ge) 方麵。

(1)、電磁流量計——高準確度

　　與(yu) 早期的工頻勵磁相比，低頻矩形波勵磁、雙頻勵磁、可編程控製勵磁等新的勵磁方式電磁流量計，進步了傳(chuan) 感器輸出流量信號的信噪比，降低並穩定了儀(yi) 表的零點。轉換器應用*的集成運算放大器大幅度降低了器件的噪聲。采用數字的處置辦法，較模仿電路的轉換器能使電磁流量計的丈量準確度大幅度進步。感應信號的權重函數理論研討，一定水平地改善了管道內(nei) 流速散布非軸對稱性對流量丈量的影響。因而，現代的電磁流量計有可能到達±0.5%，以至±0.2%示值誤差的丈量準確度。

(2) 、電磁流量計——高牢靠性、多功用化  

　　流量計零點變化主要是由於(yu) 處於(yu) 交變工作磁場的金屬丈量管和導電液體(ti) 中，即便流體(ti) 流速為(wei) 零的狀況下，由於(yu) 電磁感應的作用，仍會(hui) 產(chan) 生渦電流，構成的二次磁通所惹起的。低頻矩形波勵磁能有效地減少二次磁通的產(chan) 生，因此零點較穩定。矩形波磁場的頻率為(wei) 工頻頻率的整數倍，信號采樣時其均勻值為(wei) 零，可消弭工頻串模幹擾影響。調製的雙頻勵磁、可編程控製勵磁，在丈量固液兩(liang) 相漿液流量時，能減小電極上產(chan) 生低頻電化學噪聲的影響，進步了傳(chuan) 感信號的牢靠性。高集成度的電子元器件減少了硬件的毛病率，硬件、軟件的屏蔽技術等，都是增加轉換器牢靠性的有效措施。

　　轉換器中應用單片計算機，能充沛應用計算機具有信息貯存、分時處置、運算和控製才能的優(you) 點，能比擬容易地完成流量的雙向丈量、全管檢測、多量程自動切換、人機對話、與(yu) 上位計算機通訊、自診斷等附加功用。新一代具有HART協議和其他類型現場總線的電磁流量計，更為(wei) 用戶完成全新的消費控製與(yu) 科學管理方式提供了條件。

(3)、 電磁流量計——小型化

　　權重散布型磁場的電磁流量傳(chuan) 感器磁場線圈較平均散布磁場勵磁線圈的長度大大地縮短；低頻勵磁信噪比的進步，可使磁感應強度也大幅度地降低。因此，線圈死心尺寸可以減小，傳(chuan) 感器長度得以縮短。所以，與(yu) 早期的電磁流量計相比，當前的電磁流量計可以完成產(chan) 品的小型化。傳(chuan) 感器和轉換器合二為(wei) 一的一體(ti) 型構造，更能有效地降低流量計的製形成本。

(4)、電磁流量計——低能耗

　　早期交流勵磁的電磁流量計，存在大的渦流損失。為(wei) 了得到高的丈量準確度，需求產(chan) 生較強的感應電動勢，這時設計的傳(chuan) 感器磁場約為(wei) 流速Im/s 產(chan) 生1~2mV的感應信號電壓。因而，交流勵磁型的電磁流量計耗費功率常常在數十瓦到上千瓦。低頻矩形波磁場大局部時間處於(yu) 直流狀態，其死心渦電流損失很小，磁感應強度很低。這樣設計的傳(chuan) 感器磁場，大約是Im/s 流速能產(chan) 生0.l~0.2mV的感應信號電壓。因而，低頻矩形波勵磁的電磁流量計與(yu) 交流勵磁型電磁流量計比擬，能耗大幅度地降低。往常，普通電磁流量計的總電耗在 l0~20W 以內(nei) 。勵磁電流在 4mA 以下的兩(liang) 線製電磁流量計也已呈現，更有耗費功率僅(jin) 需 2mW，用鋰電池供電可運用8年的電磁水表。還有了在無交流電下運用的電磁流量計產(chan) 品。

(5) 、電磁流量計——適用範圍的擴展

　　現代電子技術的開展和新型絕緣資料、磁性資料不時地呈現，有條件開發不同型式的電磁流量計，來處理丈量介質對電極的腐蝕、汙染問題，處理電導率低於(yu) 1μS/m介質的丈量，例如電容式電磁流量計就可替代傳(chuan) 統的機械式容積流量計，以丈量純水、製糖脫鹽液和含有油分等低電導率流體(ti) 的流量。

　　電磁流量計的品種很多，應用麵很廣。例如，傳(chuan) 感器與(yu) 轉換器構造合二為(wei) 一的一體(ti) 型，直流電壓供電與(yu) 信號輸出共用電纜的兩(liang) 線製，防爆型、高壓傳(chuan) 感器構造型，契合衛生請求、用於(yu) 消毒快速裝置與(yu) 拆卸的衛生型，具有數字通訊信號輸出功用等，它們(men) 在化工、石油、鋼鐵、冶金、食品等工業(ye) 自動控製消費過程中越來越受歡送。

　　除了潛水電磁流量計用來丈量河道、暗渠和明渠的流量計外，非滿管道的電磁流量計也是近幾年開發的搶手產(chan) 品。在今天環境維護和節水日益遭到注重的狀況下，它們(men) 在低流速明渠、暗渠的水、汙水丈量中發揮著嚴(yan) 重作用。

　　食品工業(ye) 、製藥消費或罐裝，請求在短時間內(nei) 定量地丈量並發出控製信號；關(guan) 於(yu) 血液及脈動流量丈量，請求其反響速度快。這些請求需采用高頻或雙頻等勵磁方式來處理。總之，新的運用範疇不時地擴展，將促使電磁流量計技術不時地開展與(yu) 進步。