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方波磁场的电磁流量测量

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方波磁场的电磁流量测量
点击次数: 发布时间:2016-06-20
应用恒定磁场的优点是在测量传感器中不会出现交变的干扰电压。另外,时变磁场在管壁处和液体中会引起涡流。在测量导电率不均匀的流体和有交变接地情况发生时,主要要避免由交流磁场带来的零点误差。对于与测量信号耦合的干扰电压,采用滤波技术或与干扰源相位抵消的控制方法进行抑制是相当容易的。因为纯直流磁场受电化学直流干扰电压的影响不可能使流量计在工业应用中正常使用,所以仅能使用直流切换的磁场(方波磁场,见图。这种测量方法是近10年研制的成果,经过多年应用证明,它适用于采用交变磁场达不到测量精度要求的场合。
其工作原理是:切断测量传感器线圈的电流使传感器的磁场感应强度为0,并经一段时间的等待,使磁场断开的过渡过程完全消失,这时在电极上测得的电压是电化学直流干扰电压Uec,然后,把这电压值存放在控制器的存储器中,当测量传感器线圈通上一定的电流后,在电极上测得电化学直流干扰电压是Uec和有用电压Us的叠加信号,这里Us与感应强度和流量的乘积成止比,同样把第2次测量值也存人存储器;最后,由控制器计算2个测量值之差就得到与流量成正比的有用电压信号Us。这里的前提条件是在这2次测量过程中其电化学干扰电压保持不变。
方波磁场的工作原理图
当温度或被测介质的化学关系发生变化时,电化学干扰电压不再保持恒定,而是以一定的时间间隔(几秒到几分)变化。因为电化学直流干扰电压变化的时间远大于测量周期的时间,所以在此间隔中这种变化可近似看做与时间呈线性关系的变化。这样,在测量时采用简单的线性插补方法可使电化学干扰电压的变化和由此所引起的误差得到抑制。为了达到此目的,在磁场关断时测得第1个值是电化学直流干扰电压(A值);然后接通磁场;当磁场感应强度达到最大值之后,测得的第2个值是平均变化的电化学直流干扰电压和有用信号叠加值(B值)。当磁场再次关断时,量测的第3个值是经间隔时间后上升的电化学直流干扰电压(C值)。2个不同的电化学直流干扰电压(A值和C值)的平均值与B值的叠加信号相减便获得有用的电压信号值Us。
在电化学干扰信号变化时采用3次测量和插值方法抑制测量误差图
方波磁场和线性插补电磁流量计的优点是:
.非常好的零点稳定性,特别是在电极受污染和被测介质导电率不均匀的场合;
.至今为止交变感应流量测量技术还不能防御由电网通过电感和电容产生的韧合干扰电压;
.在大标称口径管道的流量测量时,与同样情况的交变磁场测量相比,传感器功耗可降低约20%。

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