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電磁流量計(jì)勵(lì)磁方式有哪些
電磁流量計(jì)主要用于測(cè)量導(dǎo)電液體介質(zhì),不能用于測(cè)量氣體、蒸氣以及含有大量氣體的液體。受流速分布影響，在軸對(duì)稱分布的條件下，流量信號(hào)與平均流速成正比。所以，電磁流量計(jì)前后也必須有一定長(zhǎng)度的前后直管段。易受外界電磁干擾的影響。
電磁流量計(jì)勵(lì)磁方式:直流勵(lì)磁上個(gè)世紀(jì)初，歐洲國(guó)家曾研制出用直流勵(lì)磁的電磁流量計(jì)，并開(kāi)始其工業(yè)應(yīng)用。直流勵(lì)磁技術(shù)是利用永磁體或者直流電源給電磁流量傳感器勵(lì)磁繞組供電，以形成恒定的勵(lì)磁磁場(chǎng)，如圖1所示。直流勵(lì)磁技術(shù)的最大問(wèn)題是直流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在兩電極表面上形成固定的正負(fù)極性，引起被測(cè)流體介質(zhì)電解，導(dǎo)致電極表面極化現(xiàn)象。 為了消除直流勵(lì)磁中電極極化效應(yīng)等弊病，在以后的幾十年中，發(fā)達(dá)國(guó)家又提出了用工頻正弦波勵(lì)磁，如圖2所示。是利用工頻50Hz正弦波電源給電磁流量傳感器勵(lì)磁繞組供電。其主要特點(diǎn)是能夠基本消除電極表面的極化現(xiàn)象，降低電極電化學(xué)電勢(shì)的影響和傳感器的內(nèi)阻。 但是，工頻正弦波勵(lì)磁技術(shù)的采用會(huì)帶來(lái)一系列電磁感應(yīng)干擾和噪聲。上個(gè)世紀(jì)七，八十年我國(guó)代造紙行業(yè)在使用國(guó)產(chǎn)插入式電磁流量計(jì)中，發(fā)現(xiàn)插入式電磁流量計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)零點(diǎn)和示值不穩(wěn)。嚴(yán)格的接地和遠(yuǎn)離電磁干擾源也不能完全解決，影響了生產(chǎn)。這與工頻勵(lì)磁的弱點(diǎn)有關(guān)。低頻矩形波勵(lì)磁:為了徹底解決插入式電磁流量計(jì)工頻干擾問(wèn)題，提高流量測(cè)量精度，介于直流勵(lì)磁和工頻交流勵(lì)磁之間的低頻矩形波勵(lì)磁技術(shù)被提出。此項(xiàng)勵(lì)磁技術(shù)，如圖3所示，既具有直流勵(lì)磁技術(shù)不產(chǎn)生渦流效應(yīng)、變壓器效應(yīng)(正交干擾)的特點(diǎn)，又具有工頻正弦波勵(lì)磁基本不產(chǎn)生極化效應(yīng)，便于放大信號(hào)處理，而能避免直流放大器零點(diǎn)漂移、噪聲、穩(wěn)定性等問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)，以及有較好的抗干擾性能，得以在電磁流量計(jì)中廣泛應(yīng)用。
由于矩形波勵(lì)磁的這些優(yōu)點(diǎn)，上個(gè)世紀(jì)八十年代中，使以引進(jìn)此種勵(lì)磁技術(shù)的合資產(chǎn)品得到了廣泛的應(yīng)用。雙頻矩形波勵(lì)磁：上世紀(jì)80年代后期國(guó)外制造廠商又推出雙頻矩形波勵(lì)磁技術(shù)。成功地解決了電磁流量計(jì)零點(diǎn)穩(wěn)定性和對(duì)液固兩相導(dǎo)電性流體以及低導(dǎo)電率流體流量的適應(yīng)性，開(kāi)拓了電磁流量計(jì)新的應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)始了雙頻矩形波勵(lì)磁技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。
低頻矩形波勵(lì)磁雖然具有優(yōu)良的零點(diǎn)穩(wěn)定性，但在測(cè)量泥漿、紙漿等含纖維和固體顆粒的液固兩相導(dǎo)電性流體流量時(shí)，固體顆粒擦過(guò)電極表面導(dǎo)致電極的接觸電勢(shì)突然變化，電磁流量傳感器輸出信號(hào)出現(xiàn)尖峰狀脈沖，具有1/f的頻譜特征；在測(cè)量低導(dǎo)電率流體流量時(shí)，電極的電化學(xué)電勢(shì)定期變動(dòng)，產(chǎn)生幅值隨頻率成反比的噪聲(即1/f噪聲)，導(dǎo)致低頻矩形波勵(lì)磁電磁流量計(jì)輸出搖擺，如圖4所示。前者稱為泥漿干擾，后者稱為流動(dòng)噪聲。 研究分析表明，泥漿干擾和流動(dòng)噪聲具有1/f的頻譜特征。低頻時(shí)幅值大，高頻時(shí)幅值小，如果采用較高頻率的低頻矩形波勵(lì)磁則能大大降低泥漿干擾的數(shù)量級(jí)。
因此提高勵(lì)磁頻率有助于降低泥漿干擾和流動(dòng)噪聲，提高傳感器輸出信號(hào)的信噪比。近十幾年來(lái)，低頻矩形波勵(lì)磁技術(shù)的采用，提高插入式電磁流量計(jì)抗干擾的能力、降低勵(lì)磁功率以提高勵(lì)磁的經(jīng)濟(jì)性，最明顯地表現(xiàn)在單位流速信號(hào)電勢(shì)降低從1mV/ms-1到0.6mV/ms-1、0.4mV/ms-1、0.2mV/ms-1、0.1mV/ms-1。如果隨著單位流速信號(hào)電勢(shì)幅值比現(xiàn)有技術(shù)降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，則泥漿干擾和流動(dòng)噪聲的影響明顯增強(qiáng)，為了進(jìn)一步提高抗干擾能力，必須采用較高頻率矩形波勵(lì)磁。綜上所述，要保證電磁流量計(jì)的零點(diǎn)穩(wěn)定性，最好采用低頻矩形波勵(lì)磁；為了能較準(zhǔn)確地測(cè)量液固兩相導(dǎo)電性流體和低導(dǎo)電率流體的流量，又必須采用較高頻率的矩形波勵(lì)磁。
