電磁流量計的傳感器分哪幾種?電磁流量計傳感器測量滿管流量要注意些什么?電磁流量計傳感器勵磁系統(tǒng)是什么?
電磁流量傳感器可以定義為:是使導(dǎo)電流動液體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢信號的裝置。
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。直流勵磁包括永磁場的恒定勵磁和直流電流勵磁的恒定磁場。本文中采用的交流勵磁,使用的是5Hz 的低頻正弦波進行勵磁。在非滿管電磁流量計傳感器的測量管上下有兩只勵磁繞組組成,非滿管電磁流量的轉(zhuǎn)換器勵磁電路產(chǎn)生勵磁電流,通往勵磁線圈,產(chǎn)生工作磁場。
1.2電磁流量計的測量管
測量導(dǎo)管處于磁場之中,在傳感器的中心位置,流體從中通過,它必須能夠承擔流體介質(zhì)的工作壓力,還要能夠負擔勵磁線圈對測量電極的靜電屏蔽作用, 因此測量管的材質(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械強度,一般采用不銹鋼、玻璃鋼、鋁及其他高強度材料。這里的測量管的材質(zhì)選用的是不銹鋼。
1.3電磁流量傳感器的襯里
電磁流量計工作的基本條件之一,是測量管內(nèi)壁除電極處外,其余地方的法向電流為零,這需要測量管壁絕緣,它可以保護感應(yīng)電動勢不被金屬管短路,因此,導(dǎo)電的金屬測量管內(nèi)壁和法蘭端面襯以絕緣襯里【21,同時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量電極
電極直接與被測液體接觸,因此必須耐腐蝕、耐磨、結(jié)構(gòu)上防漏、不導(dǎo)磁。三對測量電極材質(zhì)選擇316L,適用于工業(yè)廢水,以及弱腐蝕性的酸、堿、鹽溶液,且價格低廉。電極對測量介質(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。接地電極選擇和測量電極相同的材質(zhì),可以實現(xiàn)可靠地、穩(wěn)定地將導(dǎo)電液體作為差動流量信號的基準點與轉(zhuǎn)換器的信號連接起來,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量兩個壓力之間差值的傳感器,可以用于測量氣體流量、液位高低。差壓傳感器的測量原理有很多種,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。這里利用它可以測量液位高低的功能,實現(xiàn)液位的測量。液位高低測定方法,測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量管道的底部,另一端接在測量管底部,當流體處于非滿管狀態(tài)下時,該差壓傳感器測量到液體和氣體之間的差壓信號后,經(jīng)過計算可以得到流體當前的液位值。應(yīng)用在非滿管開封電磁流量計中,需要注意的事項時,該差壓傳感器能夠測量的介質(zhì)是導(dǎo)電液體和氣體, 并且精度較高。否則,液位出現(xiàn)一些小的波動的時候,差壓傳感器便無法感知, 不能實現(xiàn)流體液位的準確測量一體式電磁流量計的傳感器主要由勵磁系統(tǒng)、測量管道、絕緣襯里、電極、外殼和干擾調(diào)整機構(gòu)等構(gòu)成,其具體結(jié)構(gòu)隨著測量導(dǎo)管口徑的大小而不同。
A 勵磁系統(tǒng)
勵磁系統(tǒng)主要包括勵磁繞組和鐵芯,用以產(chǎn)生勵磁方式所規(guī)定波形的磁場。一般工業(yè)用電磁流量計的磁場大都用電磁鐵產(chǎn)生,磁場電源由轉(zhuǎn)換器提供。產(chǎn)生磁場的勵磁繞組和鐵芯、磁扼的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)測量導(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傳感器,其結(jié)構(gòu)如圖4-38所示。這種結(jié)構(gòu)通過測量導(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。但當口徑較大時,不僅增加傳感器的體積和重量,造成制造和維護困難;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)的無骨架馬鞍形勵磁繞組組成,上下各一只夾持在測量導(dǎo)管上。為了保證磁場均勻,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,并在勵磁繞組中間加了一對極靴,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,遠離電極部分的線圈繞得稀一些,以得到均勻磁場。線圈外加一層磁扼.但無需極靴。按此分段繞制的鞍形勵磁線圈放在測量導(dǎo)管上下兩側(cè),使磁感應(yīng)密度與管道橫截面平行,以保證測量的準確度。
分段繞組式勵磁系統(tǒng)可以減小流量計體積,保證磁場均勻.所以已被普遍采用。
B 測量管道
由于測量導(dǎo)管處在磁場中,為了讓磁力線能順利地穿過測量導(dǎo)管進人被測介質(zhì)而不被分流或短路,首先,測最導(dǎo)管必須是非導(dǎo)磁材料制成;其次,為了減小電渦流,測量導(dǎo)管一般應(yīng)選用高阻抗材料,在滿足強度要求的前提下,管壁應(yīng)盡最薄;第三,為了防止電極上的流最信號被金屬管壁所短路.在測量導(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的測勝導(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。可減小因渦流引起的誤差。
C電極
電極直接與被測液體接觸,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;對腐蝕性較強的介質(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.將電極置于測址導(dǎo)管襯里外,不與流體介質(zhì)直接接觸. 所以有時也稱其為無電極電磁流量計。它可用來測量電導(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)整機構(gòu)
對于正弦波勵磁的電進流量計。傳感器應(yīng)有干擾調(diào)整機構(gòu)。它實際上是一個“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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