智能皮革廠(chǎng)污水流量計的結構特點(diǎn)與工作原理

智能皮革廠(chǎng)污水流量計在結構上一般由電磁流量傳感器和電磁流量轉換器兩個(gè)部分組成。一般情況下，傳感器和轉換器是分開(kāi)的，傳感器安裝在生產(chǎn)過(guò)程工藝管道上感受流量信號；轉換器將傳感器送來(lái)的流量信號進(jìn)行放大，并轉換成標準電信號，以便進(jìn)行顯示、記錄、計算和調節控制。也有的電磁流量計將轉換器和傳感器裝在儀器，組成一體型電磁流量計，可就地遠傳顯示或控制。

智能皮革廠(chǎng)污水流量計傳感器主要由測量管組件、磁路系統、電極及干擾調整機構部分組成，如圖1所示。下面主要介紹測量管組件及磁路系統。

 

1、測量管組件

測量管組件位于傳感器中心，兩端帶有連接法蘭或其他形式的連接裝置，被側流體由測量管通過(guò)。為了讓磁力線(xiàn)能順利地穿過(guò)測量管進(jìn)入被測介質(zhì)，首先，測量管必須由非導磁材料制成；其次為了減少電渦流，測量管一般應選用高阻抗材料，在滿(mǎn)足強度的前提下，管壁應盡量??；第三，為了防止電極上的流量信號被金屬管壁所短路，在測量管內側應有一完整的絕緣襯里。襯里材料應根據被測介質(zhì)，選擇有耐腐蝕、耐磨損、耐高溫等新能的材料，如聚四氟乙烯、耐酸橡膠等。

 

2、磁路系統

磁路系統主要由勵磁線(xiàn)圈和磁軛組成。目前，一般有三種勵磁方式，即直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁?，F分別予以介紹。

a、直流勵磁

直流勵磁方式用直流電或永久磁鐵產(chǎn)生一個(gè)恒定的均勻磁場(chǎng)。這種直流勵磁變送器的最大優(yōu)點(diǎn)是受交流電磁場(chǎng)干擾影響很小，因而可以忽略液體中的自感現象的影響。但是使用直流磁場(chǎng)易使通過(guò)測量管道的電解質(zhì)液體被極化，即電解質(zhì)在電場(chǎng)中被點(diǎn)解，產(chǎn)生正負離子，在電場(chǎng)力的作用下，負離子跑向正極，正離子跑向負極。這樣，將導致正負電極分別被相反極性的離子所包圍，嚴重影響儀表的正常工作。所以，直流勵磁一般只用于測量非電解質(zhì)液體，如液態(tài)金屬等。

 

b、交流勵磁

目前，在工業(yè)上使用的電磁流量計大都采用工頻（50Hz）電源交流勵磁方式，即它的磁場(chǎng)是由正弦交變電磁產(chǎn)生的，所以產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是一個(gè)交變磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)變送器的主要優(yōu)點(diǎn)是消除了電極表面的極化于擾。另外，由于磁場(chǎng)是交變的，因此輸出信號也是交變信號。放大和轉換低電平的交流信號要比直流信號容易得多。如果交流磁場(chǎng)的磁感應強度為 B=Bm sinωt 則電極上產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢為 U=Bm Dν sinωt 被測體積流量為

式中：Bm---磁場(chǎng)磁感應強度的最大值；

      ω---勵磁電流的角頻率，ω=2f

      t----時(shí)間；

      f----電源頻率。

由式圖2可知，當測量管內徑D不變，磁感應強度Bm為一定值時(shí)，兩電極上輸出的感生電動(dòng)勢e與流量Qv成正比。這就是交流磁場(chǎng)電磁流量變送器的基本工作原理。

值得注意的是，用交流磁場(chǎng)會(huì )帶來(lái)一系列的電磁干擾問(wèn)題，例如正交干擾、同相干擾等。這些干擾信號與有用的流量信號混雜在一起，因此，如何正確區分流量信號與干擾信號，并如何有效地抑制和排除各種干擾信號，就成為交流勵磁電磁流量計研制的重要課題。

 

c、低頻方波勵磁

直流勵磁方式和交流勵磁方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，為了充分發(fā)揮它們的優(yōu)點(diǎn)，盡量避免它們的缺點(diǎn)，20世紀70年代以來(lái)，人們開(kāi)始采用低頻方波勵磁方式。它的勵磁電流波形如圖3所示，其頻率通常為工頻的1/4-1/10.

從圖3可見(jiàn)，在半個(gè)周期內，磁場(chǎng)是恒穩的直流磁場(chǎng)，它具有直流勵磁的特點(diǎn)，受電磁干擾影響很小。從整個(gè)時(shí)間過(guò)程看，方波信號又是一個(gè)交變的信號，所以它能客服直流勵磁易產(chǎn)生的極化現象。因此，低頻方波勵磁是一種比較好的勵磁方式，目前已在電磁流量計上廣泛的應用。概括來(lái)說(shuō)，它具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、能避免交流磁場(chǎng)的正交電磁干擾。

2、能消除由分布電容引起的工頻干擾。

3、能抑制交流磁場(chǎng)在管壁和流體內部引起的電渦流。

4、能排除直流勵磁的極化現象。