電磁流量傳感器

電磁流量傳感器主要由測(cè)量管組件、磁路系統(tǒng)、電極和干擾調(diào)整機(jī)構(gòu)等部分組成。為了使傳感器穩(wěn)定可靠地工作，準(zhǔn)確地感受流量信號(hào)，傳感器應(yīng)滿足如下要求，可能提供一個(gè)足夠大的且與流量成正比的電勢(shì)信號(hào)；把干擾信號(hào)抑制到最低程度，使信噪比足夠大；能適應(yīng)惡劣環(huán)境條件，工作可靠。

①測(cè)量管組件。測(cè)量管位于傳感器中心，兩端帶有連接法蘭或其他形式的連接裝置，被測(cè)流體通過測(cè)量管。為了讓磁力線能順利地穿過測(cè)量管進(jìn)入被測(cè)介質(zhì)，測(cè)量管必須由非導(dǎo)磁材料制成；為了減小電渦流，測(cè)量管一般應(yīng)選用高阻抗材料，在滿足強(qiáng)度要求的前提下，管壁應(yīng)盡量薄；另外，為了防止電極上的流量信號(hào)被金屬管壁短路，所以在測(cè)量管內(nèi)側(cè)應(yīng)有完整的絕緣襯里。襯里材料應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)選擇有耐腐蝕、耐磨損、耐高溫等性能的材料，如聚四氟乙烯和耐酸橡膠等。

②磁路系統(tǒng)。磁路系統(tǒng)主要包括勵(lì)磁繞組和鐵芯，用以產(chǎn)生勵(lì)磁方式所規(guī)定波形的磁場(chǎng)。一般工業(yè)用電磁流量計(jì)的磁場(chǎng)大都用電磁鐵產(chǎn)生，磁場(chǎng)電源由轉(zhuǎn)換器提供。產(chǎn)生磁場(chǎng)的勵(lì)磁繞組和鐵芯、磁軛的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)測(cè)量管口徑的不同，一般有以下三種常用結(jié)構(gòu)形式。

a.變壓器鐵芯式。測(cè)量管口徑小于10mm的傳感器一般采用這種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)通過測(cè)量管的磁通較大，在同樣流速下可得到較大的感應(yīng)電勢(shì)。當(dāng)口徑較大時(shí)，由于兩電極間的距離較大，空間間隙也較大，漏磁磁通將明顯增加，電干擾較嚴(yán)重，使儀表工作不夠穩(wěn)定。而且大口徑管道采用變壓器鐵芯時(shí)，傳感器體積和質(zhì)量將大大增加，制造和維護(hù)有一定困難。

b.集中繞組式。集中繞組式一般用于口徑在10～100mm的電磁流量傳感器。這種方式的勵(lì)磁繞組被制成兩只無骨架的馬鞍形線圈，分別安裝在測(cè)量管的上下兩側(cè)，外圍加一層用0.3～0.4mm厚的硅鋼片制成的磁軛。為了保證磁場(chǎng)均勻，在勵(lì)磁繞組中間加一對(duì)極靴。

c.分段繞組式。當(dāng)傳感器口徑大于100mm時(shí)，一般采用分段繞組式。馬鞍形的勵(lì)磁線圈按余弦分布規(guī)律繞制，靠近電極部分的線圈繞得密一些，遠(yuǎn)離電極部分的線圈繞得稀一些，以得到均勻磁場(chǎng)。線圈外加一層磁軛，但無需極靴。按此分段繞制的鞍形勵(lì)磁線圈放在測(cè)量管上下兩側(cè)，使磁感應(yīng)強(qiáng)度與管道截面平行，以保證測(cè)量精度。

③電極。傳感器的電極安裝在與磁場(chǎng)垂直的測(cè)量管兩側(cè)管壁上，它的作用是將被測(cè)介質(zhì)切割磁力線所產(chǎn)生的電勢(shì)信號(hào)引出，電極一般需直接與被測(cè)介質(zhì)接觸。特殊情況下，為避免電極污染，可采用電容檢測(cè)型電磁流量計(jì)，將電極置于測(cè)量管襯里外，不與流體介質(zhì)直接接觸，所以有時(shí)也稱其為無電極電磁流量計(jì)。

無電極電磁流量計(jì)可用來測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體、漿液、渣液和泥漿等流量。其電容電極處于測(cè)量管襯里背后，不與被測(cè)流體接觸。每個(gè)電極板與其相對(duì)的測(cè)量管內(nèi)壁形成一個(gè)電容，在該內(nèi)壁上存在信號(hào)電位，流量計(jì)襯里材料正好是兩個(gè)電容器極板間電介質(zhì)。與流量成正比的測(cè)量信號(hào)被送到與此兩個(gè)電容器相連的前置放大器進(jìn)行放大處理，輸出流量值。

電極材料按被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性而決定，但必須是非磁性導(dǎo)電材料。比較常用的是耐酸不銹鋼材料（1Cr18Ni9Ti）、含鉬不銹鋼（1Cr18Ni12Mo2Ti），用于一般工業(yè)用水、廢水污水和弱腐蝕性酸堿鹽溶液。

④干擾調(diào)整機(jī)構(gòu)。對(duì)于正弦波勵(lì)磁的電磁流量計(jì)，傳感器應(yīng)有干擾調(diào)整機(jī)構(gòu)。它實(shí)際上是一個(gè)“變壓器調(diào)零”裝置，可以抑制因“變壓器效應(yīng)”而產(chǎn)生的正交干擾。

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