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電磁流量計(jì)的原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,用于測(cè)量封閉管道中的導(dǎo)電液體和漿液中的流量。其傳感器主要組成部分是:測(cè)量管、電極、勵(lì)磁線圈、鐵芯與磁軛殼體。孔板流量計(jì)
了解電磁流量計(jì)的人都知道,低頻矩形勵(lì)磁具有能夠克服直流勵(lì)磁存在極化電壓大的優(yōu)點(diǎn),又有避免交流勵(lì)磁存在電磁感應(yīng)干擾引起正交干擾和同相干擾的優(yōu)點(diǎn),是兼顧直流勵(lì)磁和交流勵(lì)磁兩者優(yōu)點(diǎn)的一種勵(lì)磁方式。在理論上,它使工頻干擾、勵(lì)磁相位干擾、電極極化以及零點(diǎn)漂移等干擾有了可克服的途徑。但在實(shí)際中,由于電磁感應(yīng)、靜電效應(yīng)以及電化學(xué)反應(yīng)等原因,電極輸出的電壓不僅僅是與流體流速成比例的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),也包含了各種干擾成分在內(nèi)。因此,必須在后續(xù)的信號(hào)放大處理部分予以消除。那么流量?jī)x表的進(jìn)度等級(jí)是如何劃分的呢,接下來(lái)我們來(lái)簡(jiǎn)單的介紹一下。
在實(shí)際的電磁流量計(jì)運(yùn)行中,正交干擾和同相干擾是由于勵(lì)磁磁場(chǎng)的突變引起的,是交變勵(lì)磁的電磁流量計(jì)的必要干擾,如果在測(cè)量時(shí)保持磁場(chǎng)不變化,則此兩項(xiàng)干擾為零。共模干擾和串模干擾主要是由于電磁流量計(jì)附近的電磁干擾和靜電干擾產(chǎn)生的,可以通過(guò)電磁屏蔽和良好的接地加以抑制,并通過(guò)后接一個(gè)具有高分貝共模抑制比(CMRR)的差分放大器予以基奉消除。在測(cè)量污水、漿液等介質(zhì)時(shí),管道內(nèi)壁和電極表面容易發(fā)生結(jié)垢和產(chǎn)生附著物。
另外,電磁流量計(jì)是用來(lái)測(cè)量各類流體的儀表.必然將被使用在工業(yè)檢測(cè)控制生產(chǎn)中,此時(shí),流量計(jì)周圍充滿自身產(chǎn)生的或其他工業(yè)設(shè)備輻射過(guò)來(lái)的工頻干擾信號(hào),使得終的流量信號(hào)上將疊加工頻信號(hào)。
針對(duì)工頻干擾,選擇勵(lì)磁周期(信號(hào)周期)是工頻信號(hào)的整數(shù)倍,那么在每個(gè)周期信號(hào)中必有兩個(gè)點(diǎn)受到的工頻干擾近似。此時(shí),兩點(diǎn)信號(hào)幅值相減可以消除工頻串模干擾。熱電式的展品也較多,由于它可以測(cè)質(zhì)量流量,且靈敏度較高,受到業(yè)內(nèi)的重視,但它的插入式形式只能測(cè)干燥,純潔的氣體,準(zhǔn)確度也不是廠家所宣傳的那么高,距實(shí)用尚待時(shí)日。在確定勵(lì)磁周期為工頻周期的整數(shù)倍后,插入式電磁流量計(jì)的信號(hào)處理將需要解決以下兩個(gè)方面:
現(xiàn)代智能化儀表都追求高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,這就需要?jiǎng)?lì)磁周期必須足夠小(z小為工頻周期)。但是過(guò)高的勵(lì)磁頻率將使零點(diǎn)漂移不穩(wěn)定,加大了對(duì)信號(hào)處理的難度。所以在電磁流量計(jì)的信號(hào)處理中必須在響應(yīng)速度和信號(hào)穩(wěn)定性方法之間綜合考慮。
在實(shí)際的流量信號(hào)中,微伏級(jí)和eo(z大達(dá)到幾百毫伏)相差很大,差不多將近千倍以上。此時(shí)如果用放大器直接對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大計(jì)算,則由于%的存在而使放大器輸出飽和,無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)得值。所以在信號(hào)處理中必須在盡量消除eo的影響的前提下有效的放大值。
目前,電磁流量計(jì)的信號(hào)處理方法一般包括電容隔離法、零點(diǎn)漂移反饋法和三次采樣法。但是,電容隔離法由于在處理過(guò)程中信號(hào)會(huì)失真,無(wú)法使用在測(cè)量場(chǎng)合。零點(diǎn)漂移反饋法的響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),無(wú)法用在需要快速反應(yīng)的環(huán)境中,而三次采樣法則由于是建立在零點(diǎn)漂移是均勻的假設(shè)上的。所以,這三種方法在需要,高響應(yīng)速度的環(huán)境中可能會(huì)無(wú)法很好的滿足要求,需要另外設(shè)計(jì)一種信號(hào)處理方法。電磁流量計(jì)的原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,用于測(cè)量封閉管道中的導(dǎo)電液體和漿液中的流量。
電極材料的選擇
首先考慮電極對(duì)測(cè)量的耐腐蝕性,其次為是否會(huì)產(chǎn)生電極表面效應(yīng)(表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)反應(yīng)和極化現(xiàn)象)。若選配不當(dāng),將產(chǎn)生鈍化、氧化等化學(xué)作用,電極表面形成絕緣膜和極化現(xiàn)象,妨礙正常測(cè)量。常用的電極材料。
材料 耐腐蝕性能 含鉬耐酸OCr18NI12Mo2Ti 耐、沸騰的磷酸、堿溶液、一定壓力下的海水、醋酸等,有耐腐蝕性 哈氏合金C 海水、鹽水、弱酸、弱堿 哈氏合金B(yǎng) 海水、鹽水、弱酸、弱堿 鈦 能耐海水、有機(jī)酸、堿腐蝕,不耐較純的硫酸、鹽酸腐蝕 鉭 具有優(yōu)良的耐腐蝕性能,與玻璃相似。當(dāng)結(jié)垢物質(zhì)的電導(dǎo)率和被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率不同時(shí),就會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差。除、濃1硫1酸、堿外,幾乎能耐一切化學(xué)介質(zhì)的腐蝕 鉑銥合金 對(duì)各種酸的耐腐蝕性能很好,不耐王水腐蝕
氧化鋁流程中漿液因含,有強(qiáng)腐蝕,一般選含鉬耐酸鋼材料,耐腐蝕,價(jià)格低廉。鉑銥合金耐腐蝕性強(qiáng),價(jià)格較貴。不能選鉭電極,因其不耐堿腐蝕。
流量的自動(dòng)控制及模糊控制思想
電磁流量計(jì)實(shí)時(shí)地測(cè)量生產(chǎn)過(guò)程中的液態(tài)原料供給,工控機(jī)根據(jù)其提供的信號(hào)對(duì)變頻器的頻率進(jìn)行調(diào)整從而實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。流量的自動(dòng)控制不僅要達(dá)到規(guī)定時(shí)間內(nèi)總量的供給,更重要的是要保證生產(chǎn)過(guò)程中瞬時(shí)流量的配比需求。在生產(chǎn)過(guò)程中,電磁流量計(jì)計(jì)量的流量如圖2所示。首先電磁流量計(jì)里要滿才能測(cè)量準(zhǔn)確流量,安裝在流量調(diào)節(jié)閥的上游是為了避免流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)時(shí)電磁流量計(jì)過(guò)水?dāng)嗝娌皇菨M管而造成的誤差。
在工作時(shí)間T內(nèi)我們期望電磁流量計(jì)測(cè)量的信號(hào)y(t)為一常量,這也是生產(chǎn)過(guò)程配方比例中所期望的,中我們知道y(t)受各種因素的影響而不停的波動(dòng)。在工作時(shí)間內(nèi)對(duì)y(t)積分可得到流量的累積L:
實(shí)際生產(chǎn)中流量一直在某個(gè)區(qū)域內(nèi)波動(dòng),且其動(dòng)態(tài)特性不易掌握。從上面的理論中我們能夠讓誤差ΔL盡可能的小,這樣距我們所需要的理論值y0就越接近。而減小誤差需要我們把n取的盡可能大,也就是在生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)劃分更多的周期去調(diào)節(jié)流量。當(dāng)工控機(jī)根據(jù)電磁流量計(jì)傳送回來(lái)的信號(hào)發(fā)出調(diào)節(jié)變頻器工作頻率的指令后,電機(jī)調(diào)整功率到電磁流量計(jì)的實(shí)際測(cè)量為一個(gè)工作周期,我們知道從指令發(fā)送到實(shí)際測(cè)量值返回有一個(gè)較大的滯后,如果調(diào)節(jié)的周期時(shí)間小于流量計(jì)本身的一個(gè)工作周期,那么顯然不可能達(dá)到減小誤差的目的。尤其對(duì)沉淀、易污染電極,含有固相的非清潔液,在運(yùn)行初期應(yīng)多作檢查,以獲得經(jīng)驗(yàn)確定正常檢查周期。