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電磁流量計傳感器的結(jié)構(gòu)及磁路系統(tǒng)
關(guān)鍵字:電磁流量計,流量計    日期:2012-9-7 9:51:27

    一、傳感器結(jié)構(gòu)
    電磁流量計傳感器的基本結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

                                 圖1   傳感器結(jié)構(gòu)

    二、磁路系統(tǒng)
    傳感器的磁路系統(tǒng)由勵磁線圈、鐵心、極靴等零部件組成。
    因為電磁流量計傳感器的長度有限,有限長磁場的邊沿將引起金屬測量管和導(dǎo)電流體內(nèi)產(chǎn)生不可忽
視的渦電流。測量管末端的渦電流,將抵消部分主磁通,減弱工作磁場,減小流量信號。因
此式(2.1)中,加入一個系數(shù)k,用來表示實際上兩電極間感應(yīng)的信號電壓與理想的(即
在無限長均勻磁場情況下)感應(yīng)信號電壓的比值。在一些資料中,k被稱作靈敏度系數(shù)。k
值總是小于1的數(shù)。參考文獻(xiàn)中指出,均勻磁場情況下,欲使k值接近于1,磁場
的長度應(yīng)為測量管直徑的2. 5~3倍以上。均勻磁場的線圈形狀一般為長方形的鞍狀線圈,
或采用余弦分布形式的鞍狀線圈。按權(quán)重分布的磁場的長度大約為測量管直徑的0.6
倍。   按權(quán)重分布的勵磁線圈形狀有矩形、菱形、圓形等。由于電磁流量計傳感器的磁感應(yīng)
強(qiáng)度較低,氣隙的長度較長,通常磁場的鐵心使用在導(dǎo)磁材料磁化曲線下端。所以,一般鐵
心使用硅鋼或低碳鋼材料制作??紤]到交流勵磁產(chǎn)生的渦電流損失大,所用鐵心、磁軛的零件
應(yīng)是片狀鐵磁材料疊層組成。對于低頻矩形波勵磁,鐵心、磁軛也可以采用低碳鋼板材加工而成。


                      圖2   勵磁系統(tǒng)矢量圖

    對于交流正弦波勵磁,如圖2所示,通常希望線圈的直流電阻越小越好。這是因為線圈的電阻
r越小,銅電阻損失就越低,流量信號與磁場的相位移α也越小。而低頻矩形波勵磁,如圖3所示,
要從兩方面考慮勵磁線圈電阻值:電阻過大,線圈兩端電壓降過高,會影響轉(zhuǎn)換器勵磁恒流源電路的
精確度;電阻過小,有可能增大勵磁矩形波電流的上升時間和下降時間,產(chǎn)生大的微分干擾,影響同
步采樣的精確度,增大恒流源功率管的功耗。經(jīng)驗表明,電磁流量計傳感器對于低頻矩形波勵磁方式,勵磁
線圈的電阻值在10~150Q范圍較為理想。通過選擇合適的導(dǎo)線直徑,可滿足上述電阻值的要求。


                                            圖3     矩彤波勵磁波形圖

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