恒磁式電磁流量計極化控制方法研究現狀

恒磁式電磁流量計極化控制方法研究現狀
   國內外對恒磁式電磁流量計的研究比較少，其應用范圍也十分有限。已有的恒磁式電磁流量計于原子能工業的試驗和生產過程中，用于測量導電率*、流體內阻特小而且幾乎不產生極化效用的液態金屬(例如汞，液態金屬鈉等)的流量，其測量原理圖如圖1．2所示。但是，隨著電子技術的發展，以及信號處理方法的完善，使恒磁式電磁流量計應用到一般的工業中成為可能。圖1-2液體金屬測量原理圖
   恒磁式電磁流量計設計過程中的主要問題就是金屬測量電極的極化問題。與被測電解質液體接觸的金屬電極會發生電化學反應，使正負離子分別在測量電極表面上堆積，導致測量電極兩端產生極化電壓。如果極化電壓過大，就會淹沒反映流量信息的感應電動勢。為了克服電極極化，目前市場上所應用的電磁流量計大多采用交變勵磁。在交變勵磁的電磁流量計中，通過不斷變換勵磁的方向，能夠基本消除測量電極表面的極化現象。然而，在交變勵磁的電磁流量計中，勵磁功耗在電磁流量計中的總功耗中占了很大的比重。恒磁式電磁流量計利用磁鋼(恒磁)勵磁技術，勵磁方式簡單，且勵磁部分的功耗為零，從而可以開發出低功耗電磁流量計，甚至于電池供電的電磁流量計，這在能源相對緊缺的今天，是相當有競爭力的。而要實現這一目標首先必須克服電極表面的極化問題，這是非常困難的。從法拉第開始至今的一百七十多年的時間里始終無法找到一種合適的方法。
   恒磁式電磁流量計的極化控制方法，目前國內外研究人員針對這一問題提出了不少的研究思路并取得了一定的成果。1997年，日本的HATAKE RIICHI申請了電磁流量計的[13】，其傳感器結構示意圖如圖1．3的(a)和(b)所示。步進電機(a) (b) 圖1．3永磁體勵磁的傳感器結構示意圖
    為了減小系統的功耗，在測量管道的外壁放置一塊永磁體(如圖a)，也可用兩塊旋轉方向相反的永磁體(如圖b)，該永磁體可在驅動裝置(如步進電機) 的作用下旋轉，因而磁場方向是交替變化的。兩個電極的空間直線連線方向、磁場方向和流速方向三者兩兩垂直，因為不會在電極表面產生極化現象，流速可以準確測量。另外，由于采用非常低功耗的步進電機，整個電磁流量計的功耗可大大降低。
    該方法的特點在于旋轉永磁體，以得到方向交替變化的勵磁磁場。但是， 從本質上講，本的設計思想和采用通電線圈的正反勵磁方式以消除極化的原理相同，沒有實質性的變化。而且，用電機驅動永磁體旋轉運動，電磁流量計的整體能量消耗很大，并沒有實現真正意義上的低功耗。
    浙江大學提出了一項，利用在電極上施加交流電場激勵來抑制極化電壓的方法【141，其思路是在非采樣時間內采用在電極上施加快速變化的交變電場來抑制傳統直流勵磁測量非金屬流體時嚴重的極化現象，采樣時間內永磁式勵磁又避免了交流電磁場的干擾。上海大學提出了一項，對測量電極進行等電量動態反饋的方法來克服磁鋼勵磁電磁流量計的電極極化問題【15】，并實現了具有實際應用價值的恒磁式電磁流量計。目前根據上海大學的研究成果， 恒磁式通用電磁流量計在低流速上的測量已經取得了比較理想的實驗結果，進一步工作將是使磁鋼勵磁的電磁流量計技術走向產品化。擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、V錐流量計、V型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入渦街流量計、智能渦街流量計，更多信息請訪問開封中儀網站：