全國(guó)服務(wù)咨詢(xún)熱線：
0838-2236056
0838-2236056
直流勵(lì)磁技術(shù)是最初的電磁流量計(jì)采用的勵(lì)磁技術(shù)，它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，以形成恒定的直流磁場(chǎng)，其磁場(chǎng)波形如圖6.30（a）所示。直流勵(lì)磁技術(shù)具有方法簡(jiǎn)單可靠、受工頻干擾影響很小以及流體中的自感現(xiàn)象可以忽略不計(jì)。但是，直流勵(lì)磁技術(shù)的最大問(wèn)題是直流感應(yīng)電勢(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)電解而產(chǎn)生正負(fù)離子，導(dǎo)致電極表面極化現(xiàn)象，使感生的流量信號(hào)電勢(shì)減弱，電極間電阻增大，影響信號(hào)處理。直流勵(lì)磁在電極間產(chǎn)生不均衡的電化學(xué)干擾電勢(shì)疊加在直流流量信號(hào)中，無(wú)法消除，并隨流體介質(zhì)特性及流動(dòng)狀態(tài)而變化。另外，直流放大器的零點(diǎn)漂移、噪聲和穩(wěn)定性問(wèn)題難以解決，特別是在小流量測(cè)量時(shí)，信號(hào)放大器的直流穩(wěn)定度必須在幾分之一微伏之內(nèi)，這就限制了直流勵(lì)磁技術(shù)的應(yīng)用范圍。
工頻正弦波勵(lì)磁技術(shù)是利用50Hz正弦波電源給電磁流量傳感器勵(lì)磁繞組供電，其特點(diǎn)是所產(chǎn)生的磁場(chǎng)為正弦波交變磁場(chǎng)，其波形如圖6.30（b）所示。這種勵(lì)磁方式能夠基本上消除電極表面的極化現(xiàn)象，降低電極電化學(xué)電勢(shì)影響和傳感器內(nèi)阻。另外，采用工頻正弦波技術(shù)，其傳感器輸出的流量信號(hào)仍然是工頻正弦波信號(hào)，易于放大處理，能避免直流放大器存在的問(wèn)題，而且勵(lì)磁電源簡(jiǎn)單方便。
低頻矩形波磁場(chǎng)波形如圖6.30（c）和（d）所示。鑒于采用交流正弦波勵(lì)磁存在難以完全消除的90°干擾電壓，而完全采用直流磁場(chǎng)又有極化的弊端，因此，提出采用介于二者之間的勵(lì)磁方式，即采用低頻矩形波勵(lì)磁方式。矩形波勵(lì)磁的頻率通常是工業(yè)頻率的1/4～1/10，在半個(gè)周期內(nèi)是恒定的直流磁場(chǎng)dB/dt=0，不存在交流磁場(chǎng)的90°干擾，只在上升沿和下降沿時(shí)有90°干擾，如果在磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)取出流量信號(hào)，就可以分離并除去這種干擾。又由于采用低頻間斷方式建立磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)沒(méi)有建立或反向磁場(chǎng)期間，足以將已有電極的極化電位消除，避免了直流磁場(chǎng)的缺點(diǎn)。
從圖6-30中可以看到，在半個(gè)周期內(nèi)，磁場(chǎng)是一恒穩(wěn)的直流磁場(chǎng)，它具有直流勵(lì)磁技術(shù)受電磁干擾影響小，不產(chǎn)生渦流效應(yīng)、正交干擾和同相干擾小等特點(diǎn)；從整個(gè)時(shí)間過(guò)程看，矩形波信號(hào)又是一個(gè)交變信號(hào)，具有正弦波勵(lì)磁技術(shù)基本不產(chǎn)生極化現(xiàn)象，便于放大和處理信號(hào)，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)。
三值低頻矩形波勵(lì)磁技術(shù)是人們?cè)诳偨Y(jié)低頻矩形波勵(lì)磁技術(shù)的基礎(chǔ)上，為了使儀表零點(diǎn)更穩(wěn)定而提出的一種勵(lì)磁技術(shù)，磁場(chǎng)波形如圖6.30（e）所示。其最大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)在零態(tài)時(shí)動(dòng)態(tài)校正零點(diǎn)，因而具有更優(yōu)良的零點(diǎn)穩(wěn)定性。
三值低頻矩形波勵(lì)磁方式的勵(lì)磁電流一般采用工頻的1/8頻率，以+B，0，-B三值進(jìn)行勵(lì)磁，分別對(duì)三種狀態(tài)進(jìn)行采樣處理。其首要特點(diǎn)是能在零態(tài)時(shí)動(dòng)態(tài)校正零點(diǎn)，有效地消除了流量信號(hào)的零位噪聲，從而大大提高了儀表零位的穩(wěn)定性；其次，它與低頻矩形波勵(lì)磁技術(shù)一樣，可以采用同步采樣技術(shù)消除上升沿和下降沿處的90°干擾；再者，它可以通過(guò)一個(gè)周期內(nèi)的4次采樣值，近似認(rèn)為極化電勢(shì)恒定，利用微處理機(jī)的數(shù)值運(yùn)算功能得以消除極化電勢(shì)的影響。
所以，采用三值低頻矩形波勵(lì)磁技術(shù)的電磁流量計(jì)零點(diǎn)穩(wěn)定，抗工頻干擾能力強(qiáng)，測(cè)量精度進(jìn)一步提高，傳感器單位流速的流量信號(hào)電壓可降低到工頻勵(lì)磁方式時(shí)的1/4，從而可進(jìn)一步降低勵(lì)磁功耗，實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)的小型輕量一體化，在電磁流量計(jì)中已得到廣泛應(yīng)用。
三值低頻矩形波勵(lì)磁方式具有優(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流體介質(zhì)和低電導(dǎo)率流體流量時(shí)，出現(xiàn)固體顆粒擦過(guò)電極表面而產(chǎn)生低頻尖峰噪聲和流體流動(dòng)噪聲，這樣往往導(dǎo)致勵(lì)磁頻率較低的三值勵(lì)磁電磁流量計(jì)輸出擺動(dòng)不穩(wěn)。
三值低頻矩形波勵(lì)磁零點(diǎn)穩(wěn)定，但無(wú)法抑制低頻噪聲；較高頻率的矩形波磁場(chǎng)能消除低頻噪聲，但一般其零點(diǎn)穩(wěn)定性欠佳。人們?cè)诜治龈鞣N勵(lì)磁技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了雙頻矩形波勵(lì)磁技術(shù)，其磁場(chǎng)波形如圖6.30（f）所示。高頻部分是75Hz的矩形波，外包絡(luò)線是1/8工頻的低頻矩形波。采用這種勵(lì)磁方式，可用高頻波采樣消除含纖維和固體顆粒流體介質(zhì)的低頻噪聲，同時(shí)又保持了低頻矩形波勵(lì)磁零點(diǎn)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，取得了很好的應(yīng)用效果。
掃一掃，關(guān)注微信