智能電磁流量計的組成與結構(圖)
智能電磁流量計和其他儀表一樣,分傳感器與信號處理器兩部分。這種結構可分開安裝或整體安裝。分開安裝時,傳感器將流量信息轉換成感應電動勢利用電纜送到信號處理單元,經過放大,整形、A/D轉換后形成數字信號,以便顯示、存儲或輸出到其他計算機。整體安裝時,可設計成智能化,功能一樣。
電磁傳感器主要有測量管組件、勵磁系統、電極以及抗干擾調整系統等。為了滿足流量計的運行穩定性和可靠性,電磁傳感器應能提供足夠大的和流笙成正比的感應電動勢e,并應將干擾信號降到最低,滿足信噪比要求。
1.流量管組件
為了保證磁力線順利穿過測9管進人被測導電流體,測量管必須采用非導磁材料加工,這是因為導磁材料將會造成磁力線畸變,磁感應強度B的方向在被測流休中發生改變。其次,為了減小電磁渦流,測量管一般要采用高阻抗材料。另外,為了防止電極上的感應電流被金屬管壁短路,測量管內壁必須鑲裝高強度絕緣襯里,襯里材料應選擇耐腐蝕、耐高溫、耐磨損材料制成。常用襯里材料見表8-10。
2.勵磁系統
勵磁系統由勵磁線圈、高磁導率鐵心、磁扼組成。根據測量管徑大小有以下幾種結構。
1)變壓器結構
測量管徑小于10mm的傳感器一般采用這種形式,如圖8-6所示。
這種結構通過測量管的磁通量較大,在兩電極間產生的感應電動勢也大,測量分辨率高。若測量管徑較大,通過的漏磁和磁通量增加,干擾信一號也同時增加,傳感器的穩定性降低,所以這種結構僅適用于小口徑測量管。
2)集中繞組結構
該結構一般用于測顯骨徑10-l00mm的電磁傳感器上,勵磁繞組被制成兩只無骨架馬鞍型線圈,放置在測量管的上下兩側,為了防止磁力線散射,外圍加裝一層厚為0.5mm的高磁導率矽鋼片組成高斯屏蔽圈。另外,為了保證磁場均強性,在繞組間增加了兩對磁靴,如圖8-6 所示。
3)分布繞組結構
這種結構一般用于測量管徑大于 lOOmm以上的電磁傳感器上,勵磁繞組分層繞制成馬鞍型,疏密程度不等,致密的繞組放置于靠近電極處,稀疏的繞組放置于其他部位,目的是保持磁場均一性。繞組外層加一磁扼,由于測量管外壁均布有勵磁線圈,所以無需加裝磁靴。另外,因分布繞組式可減少儀表體積,故大口徑電磁流量計一般采用這種結構。見圖8-7。
3.電極組件
一般情況下電極與被測導電流體接觸,當流體切割磁力線時,在兩電極間產生感應電動勢 E,如圖8-8所示。特殊情況下,為避免電極污染,可采用電容式電磁流量計,即將電極隱藏于襯里內部,不與被測導電流體接觸。這種流量計的電極與襯里、導電流體形成一個電容,當流體作為電介質流動時,引起兩電極間電容量交替變化,從而導致感應電動勢E的變化。見圖8=9。