電磁流量計家族史

 電磁流量計綜述-v錐流量計 
   電磁流量計能測量生活、工業用水和各種酸堿鹽溶液，特別對固液兩相流的測量，與現有各種流量儀表相比，性能好，適用范圍廣，大口徑儀表較多應用于給排水工程；中小口徑常用于高要求或難測場合，如鋼鐵工業高爐風口冷卻水控制，造紙工業測量紙漿液和黑液，化學工業的強腐蝕液，有色冶金工業的礦漿；小E】徑、微小口徑常用于醫藥工業、食品工業、生物化學等有衛生要求的場所。
    電磁流量計測量流速范圍在流量儀表中也屬最寬的一種，滿量程流量時流速通常為O．15m／s～10m／s，國外有些產品滿量程最小流速可低到O．1 3Ⅲ／s。國內上海光華． 愛而美特儀器有限公司已生產電磁流量計通徑為2600唧“1。據統計，近年世界范圍電磁流量計約占工業流量儀表臺數的5％到6．5％，1994 年產量估計為95000到125000臺。到1998年，已有200萬臺電磁流量計投入使用。國內由上海光華儀表廠于1960年向社會提供產品，1994年產量估計在8500到10000之間。
   電磁流量計之所以獲得如此大范圍的應用與其特點是密切相關的。從其工作原理來看，只要流體具有導電性，電磁流量計即可完成流量測量。此外，電磁流量計還具備以下特點”H.：其測量不受流體溫度、壓力、密度、粘度的影響；流量計內部直通光滑，不對流體產生阻力，無壓力損失；直接進行電測量，響應速度快； 檢測部無可動部件，不會發生滴漏現象；無機械慣性，反應靈敏，可測瞬時脈沖流量；可以測量證
   這些早期的電磁流量計產品使用的勵磁技術都是直流勵磁技術，直流勵磁技術具有方法簡單可靠、受工頻干擾影響很小、流體中的自感現象可以忽略不汁等特點，但它存在的的問題是直流感應電勢在兩電極表面上形成固定的正負極性，引起被測流體介質電解而產生正負離子，導致電極表面極化現象，使感生的流量信號電勢減弱，電極間等效電阻增大，同時出現電極極化電勢漂移，嚴重影Il向信號處理部分的工作，同時儀表的制造成本也較高。目前直流勵磁技術僅在原子能工業中用于電導率*，而又不產生極化效應的液態金屬流量測量中。為了克服直流勵磁的極化干擾，人們丌始使用工頻正弦波勵磁。1950年代后期，工業發達國疆薔嚳薹∞蝴℃強W蛆蛐靼塒；雕嬲她匾船稚劐穡J】【茹渤型j凈等簧啦i鎏揀翹攔南攬確巍稍3．34
   1983年，國外多家公司研制成功三值低頻矩形電磁流量計。三值低頻矩形波勵磁技術是人們在總結低頻矩形波勵磁技術的基礎上，為了使儀表零點穩定而提出的一種勵磁技術，其的特點是實現在零時動態校正零點，因而具有更優良的零點穩定性。
   雖然三值低頻矩形漢勵磁方式具有優良的零點穩定性，但在測量泥漿、紙漿等含纖維和固體顆粒的流體介質和低電導率流體流量時，出現固體顆粒擦過電極表面而產生低頻尖峰噪聲和流體流動噪聲，這樣往往導致勵磁頻率較低的三值勵磁電磁流量計輸出擺動不穩。
   由于三值低頻矩形波勵磁零點穩定，但無法抑制低頻噪聲；較高頻率的矩形波磁場能消除低頻噪聲，但一般其零點穩定性欠佳。人們在分析各種勵磁技術的基礎上，提出了雙頻矩形波勵磁技術。采用這種勵磁方式，可用高頻波采樣米消除含纖維和固體顆粒流體介質的低頻噪聲，同時又保持了低頻矩形波勵磁零點穩定的優點，取得了很好的應用效果“”“.。
   1987年日本橫河電機推出雙頻激磁電磁流量計。1989年，上海光華愛而美特儀器有限公司生產MT900F系列，K300Ex系列低頻矩形波勵磁電磁流量計。
  1987年前后，德國Turbo MessLechnik公司推出商業名稱叫Programmable Keyed storage(PKs)電磁流量計，它具有可編程序控制邏輯(programmable contr01 109ic)的激磁控制回路，用戶按使用條件在一定范圍內設定合適的脈沖頻率。較低頻用于大管徑儀表；較高頻用于小管徑儀表、高分辨率、小容量粉狀系統以及測量漿液。
   1989年前后，Turbo Messtechnik公司推出商業名稱叫Transmag的脈沖調制交流激磁(pulsed anernating current exciting)電磁流量計。流量信號幅值為通常矩形波激磁儀表的10倍，具有較高的信噪比，適用于紙漿、礦漿，甚至含有磁性顆粒的漿液。
   1992年，德國Fischer and Porter GmbH推出用于測量非滿管圓管流量的Part卜MAG多路電極電磁流量計“.，愛知時計電機1993年透露了非滿管電磁流量計圓型機的若干情況”.。1995年7月，日本“95水道展“上，愛知時計電機公司和東芝公司分別展示了非滿管電磁流量計。
   1996年，Horner等人在Engl的均勻磁場F任意流型平均流速數學表達式的基礎上，提出了以層析成像理論為基礎的多電極電磁流量計測量平均流速的方法，研制出了工業共非軸對稱流量測量的多電極電磁流量計“”‘1“。同年，我國清華大學的張小章提出了基于流動電磁測量理論的流場重建理論。”12“。多電極電磁流量計不但能解決非軸對稱流型的流量測量，還可用于流場速度分布的求解。從80年代開始，許多學者多電極電磁流量汁進行了研究，并取得了不少成果。”1”1。2000 年，我國浙江大學研制成功多電極成像式電磁流量計“。
    接著，管道式和插入式統一電磁流量計的產生突破了管道式電磁流量計精度高而不易檢修、插入式電磁流量計易于檢修而精度低的局限“.，它可以在線帶壓安裝和方便地進行電極檢修，解決傳統電磁流量計電極污染后的檢修問題卡。美國的March—Mcb irney公司的插入式電磁流量計在該領域處于地位，廣泛應用于污水、漿水、飲料、化工領域的流體測量。
   1．2．2影晌電磁流量計的因素
   1．被測介質物理性能
  1．被測介質電導率
  使用智能電磁流量計的前提是被測液體必須是導電的，不能低于閥值(即下限值)。電導率低于閩值會產生測量誤差直至不能使用，超過閩值即使變化也可以測量，示值誤差變化不大，通用型電磁流量計的閩值在10 4～5×lO 6)s／cm之間，視型號而異。電磁流量計不能用于電導率更低的液體是因為傳感器與變送器阻抗的匹配問題。變送器內阻與液體電導率的關系是.個反比例的關系，例如，對于圓盤形的電極來說，如果電極的直徑相對于兩電極間的距離很小時，則可以近似地認為變送器的內阻為： l l 2i (1．1) 式中，o為液體的電導率(s／cm)，d為電極的直徑(cm)。對于電磁流量汁來說，變送器產生的感應電動勢只有幾【【}V，能否進行準確的測量，還要取決于轉換器的輸入阻抗，通常要求轉換器的輸入阻抗應遠遠大于變送器內阻，才可以保證儀表的測量精度。目前，轉換器的輸入阻抗一般達到100～ 200MQ，即要保證O．1％傳輸精度的傳感器內阻必須小于100～200KQ。假設電極直徑為1cm，那么根據上式可得被測介質電導率為(O．5～1)×10 s／m。故使用時還取決于傳感器和轉換器間流量信號線長度及其分布電容。非接觸電容耦合大圍所起的作用，更大于降低電導率所起作用。
   4．電池供電式電磁流量計
   電磁流量計的靈敏度以單位流速產生感應電勢值來表示。.，數值愈低靈敏度愈高。早期交流激磁方式靈敏度設計在1～1．5mV／(m／s)，低頻矩形波激磁方式則為0．2-0．4 mY／(m／s)，現在有些儀表進一步提高到0．02一O．04 my／(m／s)，所需功率分別從數百瓦特和10—20mW降低到幾十毫瓦特，從而有可能實現采用電池供電。
   1．3本文的工作
    流量是生產過程中需要檢測和控制的重要物理量之一，電磁流量計是檢測流量特別是固液雙相流體流量的重要儀表。近年來，由于經濟高速發展，國內的電磁流量汁的市場需求增加很快，但國內市場基本被國外的儀表廠商所壟斷，而曰．采用專用芯片加密等手段進行技術。針對上述問題，本文開展了具有自主知諺{產權的電磁流量計產品的研發工作，以實現固液兩相如礦漿、紙漿等難測量流體的高精度、低成本的在線測量。本文進行了電磁流量計信號轉換器的研發。本文主要側重于電磁流量計信號轉換器軟件系統的研發工作，具體工作如下：
  1．對電磁流量計領域的國內外發展狀況進行了系統全面的綜述，結合當代*的芯片技術進行了電磁流量計信號轉換器系統的整體設計。
  2．從需求的角度圍繞易用性、使用的安全性、良好的用戶交互性能對電磁流量計信號轉換器的軟件系統進行功能設計和詳細設計。
  3．進行了軟件系統的開發、調試。
  4．對研發的電磁流量汁信號轉換器進行了實驗測試，驗證系統工作性能。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：