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电磁流量计原理之励磁方式

2012-05-23 16:18:23点击:

电磁流量计原理的励磁方式即产生磁场的方式.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.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.
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                                   
则电极上产生的感生电动势为
            e=Bm D   sin   t                                 
被测体积流量为
          qv= D                                  
式中  Bm――磁场磁感应强度的最大值;
        ――励磁电流的角频率,   =2   f;
      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.其频率通常为工频的方波励磁电流波形
    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.
关键词:,电磁流量计励磁方式,励磁方式
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