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方波磁場的電磁流量測量

梦之城: 發布時間:2016-06-20
應用恒定磁場的優點是在測量傳感器中不會出現交變的幹擾電壓。另外,時變磁場在管壁處和液體中會引起渦流。在測量導電率不均勻的流體和有交變接地情況發生時,主要要避免由交流磁場帶來的零點誤差。對于與測量信號耦合的幹擾電壓,采用濾波技術或與幹擾源相位抵消的控制方法進行抑制是相當容易的。因爲純直流磁場受電化學直流幹擾電壓的影響不可能使流量計在工業應用中正常使用,所以僅能使用直流切換的磁場(方波磁場,見圖。這種測量方法是近10年研制的成果,經過多年應用證明,它適用于采用交變磁場達不到測量精度要求的場合。
其工作原理是:切斷測量傳感器線圈的電流使傳感器的磁場感應強度爲0,並經一段時間的等待,使磁場斷開的過渡過程完全消失,這時在電極上測得的電壓是電化學直流幹擾電壓Uec,然後,把這電壓值存放在控制器的存儲器中,當測量傳感器線圈通上一定的電流後,在電極上測得電化學直流幹擾電壓是Uec和有用電壓Us的疊加信號,這裏Us與感應強度和流量的乘積成止比,同樣把第2次測量值也存人存儲器;最後,由控制器計算2個測量值之差就得到與流量成正比的有用電壓信號Us。這裏的前提條件是在這2次測量過程中其電化學幹擾電壓保持不變。
方波磁场的工作原理图
當溫度或被測介質的化學關系發生變化時,電化學幹擾電壓不再保持恒定,而是以一定的時間間隔(幾秒到幾分)變化。因爲電化學直流幹擾電壓變化的時間遠大于測量周期的時間,所以在此間隔中這種變化可近似看做與時間呈線性關系的變化。這樣,在測量時采用簡單的線性插補方法可使電化學幹擾電壓的變化和由此所引起的誤差得到抑制。爲了達到此目的,在磁場關斷時測得第1個值是電化學直流幹擾電壓(A值);然後接通磁場;當磁場感應強度達到最大值之後,測得的第2個值是平均變化的電化學直流幹擾電壓和有用信號疊加值(B值)。當磁場再次關斷時,量測的第3個值是經間隔時間後上升的電化學直流幹擾電壓(C值)。2個不同的電化學直流幹擾電壓(A值和C值)的平均值與B值的疊加信號相減便獲得有用的電壓信號值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
方波磁場和線性插補電磁流量計的優點是:
.非常好的零點穩定性,特別是在電極受汙染和被測介質導電率不均勻的場合;
.至今爲止交變感應流量測量技術還不能防禦由電網通過電感和電容産生的韌合幹擾電壓;
.在大標稱口徑管道的流量測量時,與同樣情況的交變磁場測量相比,傳感器功耗可降低約20%。

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