方波磁場(chǎng)的電磁流量測(cè)量

應(yīng)用恒定磁場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)是在測(cè)量傳感器中不會(huì)出現(xiàn)交變的干擾電壓。另外，時(shí)變磁場(chǎng)在管壁處和液體中會(huì)引起渦流。在測(cè)量導(dǎo)電率不均勻的流體和有交變接地情況發(fā)生時(shí)，主要要避免由交流磁場(chǎng)帶來(lái)的零點(diǎn)誤差。對(duì)于與測(cè)量信號(hào)耦合的干擾電壓，采用濾波技術(shù)或與干擾源相位抵消的控制方法進(jìn)行抑制是相當(dāng)容易的。因?yàn)榧冎绷鞔艌?chǎng)受電化學(xué)直流干擾電壓的影響不可能使流量計(jì)在工業(yè)應(yīng)用中正常使用，所以僅能使用直流切換的磁場(chǎng)(方波磁場(chǎng)，見(jiàn)圖。這種測(cè)量方法是近10年研制的成果，經(jīng)過(guò)多年應(yīng)用證明，它適用于采用交變磁場(chǎng)達(dá)不到測(cè)量精度要求的場(chǎng)合。

其工作原理是:切斷測(cè)量傳感器線圈的電流使傳感器的磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度為0，并經(jīng)一段時(shí)間的等待，使磁場(chǎng)斷開的過(guò)渡過(guò)程完全消失，這時(shí)在電極上測(cè)得的電壓是電化學(xué)直流干擾電壓Uec，然后，把這電壓值存放在控制器的存儲(chǔ)器中，當(dāng)測(cè)量傳感器線圈通上一定的電流后，在電極上測(cè)得電化學(xué)直流干擾電壓是Uec和有用電壓Us的疊加信號(hào)，這里Us與感應(yīng)強(qiáng)度和流量的乘積成止比，同樣把*2次測(cè)量值也存人存儲(chǔ)器;*后，由控制器計(jì)算2個(gè)測(cè)量值之差就得到與流量成正比的有用電壓信號(hào)Us。這里的前提條件是在這2次測(cè)量過(guò)程中其電化學(xué)干擾電壓保持不變。

當(dāng)溫度或被測(cè)介質(zhì)的化學(xué)關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，電化學(xué)干擾電壓不再保持恒定，而是以一定的時(shí)間間隔(幾秒到幾分)變化。因?yàn)殡娀瘜W(xué)直流干擾電壓變化的時(shí)間遠(yuǎn)大于測(cè)量周期的時(shí)間，所以在此間隔中這種變化可近似看做與時(shí)間呈線性關(guān)系的變化。這樣，在測(cè)量時(shí)采用簡(jiǎn)單的線性插補(bǔ)方法可使電化學(xué)干擾電壓的變化和由此所引起的誤差得到抑制。為了達(dá)到此目的，在磁場(chǎng)關(guān)斷時(shí)測(cè)得*1個(gè)值是電化學(xué)直流干擾電壓(A值);然后接通磁場(chǎng);當(dāng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到*大值之后，測(cè)得的*2個(gè)值是平均變化的電化學(xué)直流干擾電壓和有用信號(hào)疊加值(B值)。當(dāng)磁場(chǎng)再次關(guān)斷時(shí)，量測(cè)的*3個(gè)值是經(jīng)間隔時(shí)間后上升的電化學(xué)直流干擾電壓(C值)。2個(gè)不同的電化學(xué)直流干擾電壓(A值和C值)的平均值與B值的疊加信號(hào)相減便獲得有用的電壓信號(hào)值Us。

方波磁場(chǎng)和線性插補(bǔ)電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是:

.非常好的零點(diǎn)穩(wěn)定性，特別是在電極受污染和被測(cè)介質(zhì)導(dǎo)電率不均勻的場(chǎng)合;

.至今為止交變感應(yīng)流量測(cè)量技術(shù)還不能防御由電網(wǎng)通過(guò)電感和電容產(chǎn)生的韌合干擾電壓;

.在大標(biāo)稱口徑管道的流量測(cè)量時(shí)，與同樣情況的交變磁場(chǎng)測(cè)量相比，傳感器功耗可降低約20%。