電磁流量計(jì)的傳感器

電磁流量計(jì)的傳感器分哪幾種？電磁流量計(jì)傳感器測(cè)量滿管流量要注意些什么？電磁流量計(jì)傳感器勵(lì)磁系統(tǒng)是什么？

     電磁流量傳感器可以定義為：是使導(dǎo)電流動(dòng)液體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)的裝置。
 1．1磁路系統(tǒng)
   磁路系統(tǒng)‘331的作用是產(chǎn)生均勻的直流或者交流磁場(chǎng)。直流勵(lì)磁包括永磁場(chǎng)的恒定勵(lì)磁和直流電流勵(lì)磁的恒定磁場(chǎng)。本文中采用的交流勵(lì)磁，使用的是5Hz 的低頻正弦波進(jìn)行勵(lì)磁。在非滿管電磁流量計(jì)傳感器的測(cè)量管上下有兩只勵(lì)磁繞組組成，非滿管電磁流量的轉(zhuǎn)換器勵(lì)磁電路產(chǎn)生勵(lì)磁電流，通往勵(lì)磁線圈，產(chǎn)生工作磁場(chǎng)。
   1．2電磁流量計(jì)的測(cè)量管
   測(cè)量導(dǎo)管處于磁場(chǎng)之中，在傳感器的中心位置，流體從中通過，它必須能夠承擔(dān)流體介質(zhì)的工作壓力，還要能夠負(fù)擔(dān)勵(lì)磁線圈對(duì)測(cè)量電極的靜電屏蔽作用， 因此測(cè)量管的材質(zhì)必須是非導(dǎo)磁的，高電阻率、低導(dǎo)熱率并且具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，一般采用不銹鋼、玻璃鋼、鋁及其他高強(qiáng)度材料。這里的測(cè)量管的材質(zhì)選用的是不銹鋼。
   1．3電磁流量傳感器的襯里
   電磁流量計(jì)工作的基本條件之一，是測(cè)量管內(nèi)壁除電極處外，其余地方的法向電流為零，這需要測(cè)量管壁絕緣，它可以保護(hù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不被金屬管短路，因此，導(dǎo)電的金屬測(cè)量管內(nèi)壁和法蘭端面襯以絕緣襯里【21，同時(shí)該絕緣襯里還使其具有耐腐、耐磨等性能，這里是用聚四氟乙烯作為絕緣襯里的材料，一般情況下， 襯里材料有聚四氟乙烯、橡膠、聚氯乙烯、聚氨酯橡膠、工業(yè)陶瓷等。這里用的聚四氟乙烯具有化學(xué)性能很穩(wěn)定，耐沸騰的鹽酸、硫酸、王水和濃堿的腐蝕。
   1．4電磁流量傳感器的測(cè)量電極
   電極直接與被測(cè)液體接觸，因此必須耐腐蝕、耐磨、結(jié)構(gòu)上防漏、不導(dǎo)磁。三對(duì)測(cè)量電極材質(zhì)選擇316L，適用于工業(yè)廢水，以及弱腐蝕性的酸、堿、鹽溶液，且價(jià)格低廉。電極對(duì)測(cè)量介質(zhì)的耐腐蝕性是選擇材料首先考慮的因素，可以選擇除316L以外的金屬材料，如含鉬耐酸鋼，哈氏合金B(yǎng)、C，鈦、鉭、鉑銥合金等。接地電極選擇和測(cè)量電極相同的材質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)可靠地、穩(wěn)定地將導(dǎo)電液體作為差動(dòng)流量信號(hào)的基準(zhǔn)點(diǎn)與轉(zhuǎn)換器的信號(hào)連接起來，它與液體之間形成相近或大致相等的極化電位，儀表可以穩(wěn)定輸出。
    1．5電磁流量傳感器中的差壓傳感器
   差壓傳感器是一種用來測(cè)量兩個(gè)壓力之間差值的傳感器，可以用于測(cè)量氣體流量、液位高低。差壓傳感器的測(cè)量原理有很多種，有電阻應(yīng)變片式、半導(dǎo)體應(yīng)變片式、壓阻式、電感式、電容式、諧振式和電容加速式。這里利用它可以測(cè)量液位高低的功能，實(shí)現(xiàn)液位的測(cè)量。液位高低測(cè)定方法，測(cè)量高低液面的壓差值， 再根據(jù)液體密度，換算出液位值。差壓傳感器的一端接在測(cè)量管道的底部，另一端接在測(cè)量管底部，當(dāng)流體處于非滿管狀態(tài)下時(shí)，該差壓傳感器測(cè)量到液體和氣體之間的差壓信號(hào)后，經(jīng)過計(jì)算可以得到流體當(dāng)前的液位值。應(yīng)用在非滿管開封電磁流量計(jì)中，需要注意的事項(xiàng)時(shí)，該差壓傳感器能夠測(cè)量的介質(zhì)是導(dǎo)電液體和氣體， 并且精度較高。否則，液位出現(xiàn)一些小的波動(dòng)的時(shí)候，差壓傳感器便無法感知， 不能實(shí)現(xiàn)流體液位的準(zhǔn)確測(cè)量一體式電磁流量計(jì)的傳感器主要由勵(lì)磁系統(tǒng)、測(cè)量管道、絕緣襯里、電極、外殼和干擾調(diào)整機(jī)構(gòu)等構(gòu)成，其具體結(jié)構(gòu)隨著測(cè)量導(dǎo)管口徑的大小而不同。

　　A　勵(lì)磁系統(tǒng)

　　勵(lì)磁系統(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、磁扼的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)測(cè)量導(dǎo)管口徑的不同，一般有以下三種常用結(jié)構(gòu)形式。

　　(1)變壓器鐵芯型。它適用于直徑10mm以下的小口徑的電磁流最計(jì)傳感器，其結(jié)構(gòu)如圖4-38所示。這種結(jié)構(gòu)通過測(cè)量導(dǎo)管的磁通較大，在同樣的流速下可得到較大的感應(yīng)電勢(shì)。但當(dāng)口徑較大時(shí)，不僅增加傳感器的體積和重量，造成制造和維護(hù)困難;而且由于兩電極間的距離較大，空間間隙也較大.湘磁磁通將明顯增加.電于擾較嚴(yán)重，使儀表工作不夠穩(wěn)定。

　　(2)集中繞組型。它適用于口徑在10-100mm內(nèi)的中等口徑傳感器，它由兩只串聯(lián)或并聯(lián)的無骨架馬鞍形勵(lì)磁繞組組成，上下各一只夾持在測(cè)量導(dǎo)管上。為了保證磁場(chǎng)均勻，一般在線圈的外面加一層用0.3-0.4mm厚的硅鋼片制成的磁扼，并在勵(lì)磁繞組中間加了一對(duì)極靴，如圖4-39所示。

　　(3)分段繞制型。它適用于口徑大于100mm的傳感器，如圖4-40所示。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)。線圈外加一層磁扼.但無需極靴。按此分段繞制的鞍形勵(lì)磁線圈放在測(cè)量導(dǎo)管上下兩側(cè)，使磁感應(yīng)密度與管道橫截面平行，以保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。

　　分段繞組式勵(lì)磁系統(tǒng)可以減小流量計(jì)體積，保證磁場(chǎng)均勻.所以已被普遍采用。

　　B 測(cè)量管道

　　由于測(cè)量導(dǎo)管處在磁場(chǎng)中，為了讓磁力線能順利地穿過測(cè)量導(dǎo)管進(jìn)人被測(cè)介質(zhì)而不被分流或短路，首先，測(cè)最導(dǎo)管必須是非導(dǎo)磁材料制成;其次，為了減小電渦流，測(cè)量導(dǎo)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)盡最薄;第三，為了防止電極上的流最信號(hào)被金屬管壁所短路.在測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)側(cè)應(yīng)有一完整的絕緣襯里。襯里材料應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)，選擇其有耐腐蝕、耐腳損、耐高沮等性能的材料。常用材料有聚氨腸橡膠(60攝氏度).板丁橡膠(70攝氏度)、聚四氟乙姍( 120攝氏度 )等。

　　中小口徑電磁流量計(jì)的測(cè)勝導(dǎo)管用不導(dǎo)磁的不銹鋼(1Crl8Ni9Ti)或玻瑞鋼等制成;大口徑的側(cè)址導(dǎo)管用離心澆鑄的方法把橡膠、線圈和電極澆鑄在一起?？蓽p小因渦流引起的誤差。

　　C電極

　　電極直接與被測(cè)液體接觸，因此巴必須耐腐蝕、耐磨、結(jié)構(gòu)上防配、不導(dǎo)磁。大多效電極采用不銹鋼(lCrl8Ni9Ti)制成.也有用含扣不銹鋼 (1CrI8Nil 2Mo2Ti)的;對(duì)腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì).采用欽、鉑、耐酸鋼涂授黃金等。電極通常加工成矩形或圓形.其結(jié)構(gòu)如圖4-41所示。特殊悄況下。為邀免電極污染.可采用電容檢側(cè)型電磁流最計(jì).將電極置于測(cè)址導(dǎo)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)。它可用來測(cè)量電導(dǎo)率很低((5x10-6S/m)的液體、漿液、滴液、泥漿等的流量。

　　D 干擾調(diào)整機(jī)構(gòu)

　　對(duì)于正弦波勵(lì)磁的電進(jìn)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.可以抑制由于“變壓器效應(yīng)”而產(chǎn)生的正交干擾。
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