電磁流量計(jì)勵磁系統(tǒng)

   電磁流量計(jì)勵磁系統(tǒng)
   勵磁系統(tǒng)產(chǎn)生傳感器所需要的工作磁場，它直接決定了感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生， 同時(shí)決定了整個(gè)系統(tǒng)的測量精度[16--18l。勵磁系統(tǒng)由兩部分組成：勵磁線圈和勵磁電路。勵磁線圈的作用是產(chǎn)生工作磁場，兩個(gè)勵磁線圈分別安裝在測量管道的上下， 當(dāng)通上勵磁電流后，即可產(chǎn)生磁場。勵磁電路的作用是產(chǎn)生勵磁線圈的工作電流。勵磁電流一般有直流勵磁、工頻正弦波勵磁、低頻矩形波勵磁、三值低頻矩形波勵磁、雙頻矩形波勵磁等。
  l、直流勵磁
   出現(xiàn)，在1951年由荷蘭科學(xué)家研制成功。直流勵磁使用永磁體或給勵磁線圈施加直流電來產(chǎn)生固定的磁場。因?yàn)樗倪@些特性，產(chǎn)生了以下問題：感應(yīng)電動勢在兩電極表面形成固定正負(fù)極，持續(xù)作用與被測液體，使其電解，在電極表面產(chǎn)生極化現(xiàn)象，這樣會使流量信號的感應(yīng)電動勢變小，信號源內(nèi)阻變大；同時(shí)，直流勵磁在電極間所產(chǎn)生的不均衡的電化學(xué)干擾電勢疊加在流量信號中，影響測量精度，而且隨著時(shí)間、被測液體特性以及流體流動狀態(tài)等變化而變化；再次，直流勵磁存在著零點(diǎn)漂移等問題很難解決。它的上述這些問題決定了直流勵磁目前主要應(yīng)用在液態(tài)金屬測量。圖2．3直流勵磁
  2、工頻正弦波勵磁
   工頻正弦波勵磁的真正實(shí)現(xiàn)始于上世紀(jì)50年代，它的出現(xiàn)促進(jìn)了電磁流量計(jì)的廣泛應(yīng)用。它利用工頻50Hz正弦波電源給勵磁線圈供電，勵磁波形如下圖2．4。工頻正弦波基本可以消除電極的極化現(xiàn)象，降低電極電化學(xué)現(xiàn)象和傳感器內(nèi)阻； 另外，得到的流量信號也是工頻正弦波信號，便于信號處理。然而，它也存在很多缺點(diǎn)：首先是工頻干擾問題，同時(shí)存在電源電壓幅值和頻率波動干擾。圖2．4工頻正弦波勵磁
   3、低頻矩形波勵磁
   低頻矩形波同時(shí)具有直流勵磁和工頻正弦波勵磁的特點(diǎn)，由A．B．Denison、M．P．Spencer和H．D．Green在1955年提出。該技術(shù)不但繼承了直流勵磁不產(chǎn)生渦流效應(yīng)、正交干擾和同相干擾的優(yōu)點(diǎn)，而且具有工頻正弦波勵磁基本不產(chǎn)生極化效應(yīng)，便于放大信號處理的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免了直流放大器零點(diǎn)漂移、噪聲、穩(wěn)定性等問題，得到了廣泛的應(yīng)用。圖2．5a單極性低頻矩形波勵磁圖2．5b雙極性低頻矩形波勵磁
   4、三值低頻矩形波勵磁
   1983年，三值低頻矩形波勵磁技術(shù)被成功研制出來，它采用工頻頻率的八分之一為周期，勵磁電流按正一零一負(fù)一零一正變化，波形如圖。它的特點(diǎn)是零點(diǎn)自校準(zhǔn)，具有更好的零點(diǎn)穩(wěn)定性。不過由于勵磁電流積分干擾的影響，該技術(shù)在測量含有顆粒的液體(比如泥漿、紙漿、礦漿等)時(shí)表現(xiàn)不足。圖2．6三值低頻矩形波勵磁
   5、雙頻矩形波勵磁技術(shù)
   為了解決智能電磁流量計(jì)三值低頻矩形波勵磁不能同時(shí)消除低頻尖峰噪聲、液體流動噪聲和零點(diǎn)穩(wěn)定的矛盾，1988年日本橫河電機(jī)株式會社提出雙頻勵磁技術(shù)來解決含有顆粒的液體(泥漿、紙漿、礦漿等)的測量。不過由于其轉(zhuǎn)換器復(fù)雜、成本增加、功耗大，所以并沒有得到廣泛應(yīng)用。圖2．7 雙頻矩形波勵磁
   綜合分析上面各種勵磁方式后，可以發(fā)現(xiàn)正弦波勵磁存在工頻干擾和正交干擾，經(jīng)常淹沒流量信號；低頻矩形波雖解決了這些問題，但存在微分干擾，同時(shí)有渦電流的影響；雙頻矩形波勵磁又太過復(fù)雜；三值低頻矩形波改善了微分干擾， 只是不能應(yīng)用在某些領(lǐng)域。基于以上情況，我們這里采用的是三值低頻矩形波勵磁技術(shù)，采用MCU控制產(chǎn)生所需要的勵磁電流，這樣還可以通過編程隨時(shí)改變勵磁方式，增加了系統(tǒng)的靈活性。勵磁電路如下圖2．8。圖2．8勵磁電路不意圖
   從上圖可以看出該電路主要由恒流源、電子開關(guān)、勵磁線圈等電路組成，恒流源是該電路的核心，它的穩(wěn)定性關(guān)系到測量的精度。四個(gè)電子開關(guān)受MCU控制， 兩個(gè)一組交替打開。K1、K4打開時(shí)(K3、K2斷開)勵磁電流從K1向左流過勵磁線圈；K2、K3打開時(shí)(K1、K4斷開)勵磁電流從K3向右流過勵磁線圈。開關(guān)K1、K4和K2、K3分別受勵磁控制脈沖negative和positive的控制，這樣MCU 通過對negative和positive的控制就能產(chǎn)生需要的工作磁場。--擴(kuò)展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、v錐流量計(jì)、v型錐流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)、插入式電磁流量計(jì)、智能電磁流量計(jì)、分體式電磁流量計(jì)、一體式電磁流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計(jì)、長徑噴嘴流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計(jì)、智能渦街流量計(jì)、錐型流量計(jì)、v錐型流量計(jì)、節(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關(guān)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)的信息請?jiān)L問開封中儀網(wǎng)站：