電磁流量計的工作原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律。
當(dāng)一個導(dǎo)體在磁場內(nèi)運動時,在與磁場方向、運動方向相互垂直方向的導(dǎo)體兩端,會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
電動勢的大小與導(dǎo)體運動速度和磁場的磁感應(yīng)強度大小成正比。
技術(shù)參數(shù)
公稱通徑(mm):管道式四氟襯里:DN10~DN600
管道式橡膠襯里:DN40~DN1200
流動方向:正,反,凈流量
量程比:150:1
重復(fù)性誤差: 測量值的±0.1%
精度等級:管道式:0.5級,1.0級
被測介質(zhì)溫度:普通橡膠襯里:-20~+60℃
高溫橡膠襯里:-20~+90℃
聚四氟乙稀襯里:-30~+100℃
高溫型四氟襯里:-20~+180℃
額定工作壓力:(高壓可定制) DN6-DN80:≤1.6MPa DN100-DN250:≤1.0MPa
DN300-DN1200:≤0.6MPa
電導(dǎo)率范圍:被測流體電導(dǎo)率≥5μs/cm
結(jié)構(gòu):
主要由磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里以及轉(zhuǎn)換器等部分組成。
1、磁路系統(tǒng):
其作用就是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場。
直流磁路是用*磁鐵來實現(xiàn),具有結(jié)構(gòu)比較簡單,受交流磁場的干擾比較?。?/p>
但它容易使通過測量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化,使正電極被負(fù)離子包圍,負(fù)電極被正離子包圍,即電極的極化現(xiàn)象;
并導(dǎo)致兩電極之產(chǎn)蝗內(nèi)阻增大,因而嚴(yán)重影響儀表正常工作。
當(dāng)管道直徑較大時,磁鐵相應(yīng)也很大,笨重且不經(jīng)濟,所以電磁流量計一般采用交變磁場,且是50HZ工頻電源激勵產(chǎn)生的。
2、測量導(dǎo)管:
其作用是讓被測導(dǎo)電性液體通過。
為了使磁力線通過測量導(dǎo)管時磁通量被分流或短路,測量導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機械強度的材料制成;
可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強度塑料、鋁等。
3、電極:
其作用是引出和被測量成正比的感應(yīng)電勢信號。
電極一般用非導(dǎo)磁的不銹鋼制成,且被要求與襯里齊平,以便流體通過時不受阻礙。
它的安裝位置宜在管道的垂直方向,以防止沉淀物堆積在其上面而影響測量精度。
4、襯里:
在測量導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上,有一層完整的電絕緣襯里。
它直接接觸被測液體,其作用是增加測量導(dǎo)管的耐腐蝕性,防止感應(yīng)電勢被金屬測量導(dǎo)管管壁短路。
襯里材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
5、轉(zhuǎn)換器:
由液體流動產(chǎn)生的感應(yīng)電勢信號十分微弱,受各種干擾因素的影響很大;
轉(zhuǎn)換器的作用就是將感應(yīng)電勢信號放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號并抑制主要的干擾信號。
其任務(wù)是把電極檢測到的感應(yīng)電勢信號Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號。
超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表,目的是解決一些測量困難的問題。超聲波流量計,集計算機和傳感器技術(shù)于一身,將聲學(xué)的研究成果與現(xiàn)代電子技術(shù)結(jié)合在一起,可以用于多種液體的測量。
噪聲的來源分析
在超聲波流量計測量系統(tǒng)中,構(gòu)成噪聲源物質(zhì)的類型很多。如:
?。?)流量計安裝環(huán)境中可能存在的較大的電場和磁場干擾;
?。?)靠近水泵安裝時的水泵帶來的接近于超聲波信號的噪音;
?。?)操作人員隨身攜帶的通信系統(tǒng);
(4)電源中的高次諧波;
?。?)電路板上高頻晶體振蕩器所帶來的噪聲干擾。對于從外界來的噪聲干擾源,主要采用降低電路對噪聲的敏感度、減少噪聲拾取、切斷噪聲耦合路徑的辦法解決,而對于來自于系統(tǒng)內(nèi)部,如電路板上的噪聲源,則采取信號地、數(shù)字地分離、多點接地、合理布線的方法解決。
典型的噪聲路徑框圖如圖1所示??梢钥闯?,一個噪聲問題的產(chǎn)生必須具備三個要素,首先,必須有噪聲源;其次,必須有對噪聲敏感的接收器;第三,必須有一個將噪聲從源頭傳送到接收器的耦合路徑。因而要解決噪聲問題就必須從這三個方面著手解決。
超聲波流量計改良措施
1、濾波
因為超聲波信號的頻率大致為1Mhz,由運放和電容等器件構(gòu)成的有源濾波器的帶寬較小,最大在幾百千赫茲,在這個頻率附近不易采用,而若采用專用集成的濾波電路造價又偏高,因此這里采用了簡單易行的由電感和電容組成的LC 濾波器。
由L和C組成并聯(lián)諧振,將諧振頻率設(shè)在1.5MHz,由L1、C1 以及 L2、C2組成串聯(lián)諧振,整個形成T型網(wǎng)路,實現(xiàn)了帶通濾波。
除了設(shè)計信號處理中的濾波電路外,對所有進出屏蔽盒的導(dǎo)線都實施了濾波措施。在導(dǎo)線穿透屏蔽體的地方,使用了饋通電容,并且在導(dǎo)線和電路端的地之間又連接了一個短引腳的云母電容。
2、 屏蔽
在本次設(shè)計中采用了以鋁為材料的殼體,對處于內(nèi)部的儀器形成電場和磁場的保護層。眾所周知,理想的屏蔽體應(yīng)是一個封閉的、連續(xù)的導(dǎo)電殼體,沒有開孔和接縫。然而實際使用中卻因為要布線,很難達到真正的屏蔽。通過對屏蔽的不連續(xù)性對磁場感應(yīng)電流影響的分析,這里沒有采用矩形縫隙走線,而采用了在屏蔽盒多個面上開小孔的策略,并且使進出屏蔽體的導(dǎo)線的屏蔽層都360°連接到屏蔽盒上。這樣做的好處是直接改善了系統(tǒng)對于電場和磁場的忍耐能力,增強了性能。
3、平衡電路
平衡電路是用于產(chǎn)生相同和相反信號的電路,將這些信號送入兩個導(dǎo)線;電路的平衡特性越好,信號的散射就越小;它的噪聲抑制特性也越好。
平衡電路抵消干擾信號的能力,是建立在信號波形和幅值嚴(yán)格對稱,同、反相端電路增益嚴(yán)格一致的基礎(chǔ)上的,理論上,理想的平衡放大器對感應(yīng)噪聲具有無窮大的抑制比,可以將干擾信號完全抵消,但在實際應(yīng)用中,平衡電路由于增益誤差等原因,抗干擾能力不可能達到理想值,甚至?xí)a(chǎn)生一些新的失真和噪音。但即使這樣,相對于單端電路只能采用加強屏蔽和進行電源濾波來降低干擾來講,平衡電路仍不失為一種主動式、積極有效的抗干擾措施,在惡劣電磁環(huán)境、長距離傳輸時優(yōu)勢非常明顯。
在孔板流量計使用階段,其工藝管道需要多次的吹掃,就要頻繁拆裝孔板流量計。若是孔板尺寸是一樣,稍不注意就會出現(xiàn)差錯,調(diào)換孔板流量計就會出現(xiàn)正?,F(xiàn)象??装辶髁坑嫷纳舷掠蚊嫜b反,在安裝的時候要確定管道內(nèi)的介質(zhì)流向以及孔板流量計的方向,不然就會導(dǎo)致測量值有所偏低。是因為粗心而導(dǎo)致,在安裝孔板時,要使孔板流量計上標(biāo)有“+”的面處在流向的上游側(cè)。導(dǎo)壓管路的主要作用是用來傳遞孔板流量計所產(chǎn)生的差壓信號,導(dǎo)壓管的敷設(shè)長度應(yīng)該在3到20米之間的距離,導(dǎo)壓管如果太短,其流量計的流量測量波動就會變大;如果太長的話,就會產(chǎn)生測量滯后現(xiàn)象。
在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中,大部分氣體測量都是采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流孔板流量計與差壓變送器來配套所使用,盡管差壓變送器的精度較高可以達到0.075,但是因為各方面的原因,其測量的誤差也是很大的,將差壓變送器所用在工業(yè)計量當(dāng)中使用時,這個問題會更加的明顯。所以在查找測量誤差所產(chǎn)生的原因與所克服的辦法,都是具有很重要的意義,孔板流量計主要是由導(dǎo)壓管、孔板、差壓變送器所組成的,孔板流量計的節(jié)流裝置元件會將介質(zhì)的流量轉(zhuǎn)換成差壓,差壓在經(jīng)過導(dǎo)壓管路傳遞所送到差壓變送器膜盒正負(fù)壓室,正負(fù)壓室的隔離膜片是通過硅油填充液將差壓傳遞給測量的膜片,可以使測量膜片左右偏移。
孔板流量計其上下游面會受損或是孔板法蘭墊片凸出管道內(nèi),在運輸孔板流量計或是在施工人員在安裝流量計的過程當(dāng)中,會造成上下游面受損壞或是法蘭墊凸出管道,會致使流量計有測量的誤差。施工人員在安裝孔板流量計之前應(yīng)該仔細(xì)檢查孔板片,若是發(fā)現(xiàn)孔板片上下游面受到損壞,應(yīng)該及時更換。標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計的設(shè)計是通過大量的實驗所得出,它不需要實際標(biāo)定就可以直接使用,孔板流量計在安裝過程當(dāng)中有可能會出現(xiàn)不規(guī)范甚至是錯誤的情況,從而就會導(dǎo)致流量計測量誤差的產(chǎn)生??装辶髁坑嬈淝昂笾惫芏斡胁环弦蟮?,前后直管段是為了保證管道內(nèi)流體的流動穩(wěn)定,但是因為工藝管道上常常會有分叉、拐彎等阻力件的出現(xiàn),會使流體因穩(wěn)定的現(xiàn)象變?yōu)閿_動,從而導(dǎo)致了其測量的誤差??梢杂们昂笾惫芏我蠛侠淼脑O(shè)計節(jié)流裝置的安裝位置即可。