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        電磁流量計有哪些勵磁技術
        發布時間:2020-06-17 07:15:13

        勵磁系統是電磁流量計重要的核心部分,因為磁場的形式直接決定了液體所感生的流量信號特征。電磁流量計的抗干擾能力、測量精度都與磁場的形式有很大關聯。勵磁技術主要有以下幾個發展方向。

        1、直流勵磁

        采用直流勵磁時,被測液體流經的磁場恒定不變,其優點為構造簡單可靠,受交流信號干擾小。但是,由于電極輸出的流量信號和電極極化電壓混疊在一起,而且二者均為直流信號,使得該干擾很難從流量信號中剝離出來,同時極化干擾電壓隨著流體介質的流動狀態和液體溫度的改變而變化。另外,電極上感生電動勢是直流性質,導致被測流體中正負電荷的定向移動,隨著電極附近離子的不斷聚集,最終使傳感器自身內阻增大,影響其測量的準確性。

        金屬液體中不存在電解質液體的極化問題且電導率很高,對直流勵磁非常有利。直流勵磁適用于測量特殊的液態金屬 。

        2、工頻正弦波勵磁

        采用工頻正弦勵磁時,直接使用50Hz(或60Hz)的工頻市電勵磁,其優點是流量信號為交流性質,能夠有效削弱極化的不良作用,降低電極間等效內阻對測量的不良影響。交流勵磁電路非常簡單,便于提高磁感應強度,提高測量準確度。

        交流的工作磁場始終在變化,導致其產生嚴重的正交干擾和同相干擾,此外還存在電磁感應渦流效應、靜電感應、雜散電流等干擾因素,疊加在流量信號中難以去除。

        3、高頻正弦波勵磁

        非接觸式的電容式電磁流量計為降低耦合電容的容抗,增加輸出流量信號電壓幅值,所以需要將勵磁頻率提高到幾百赫茲甚至幾千赫茲。被測液體感生電動勢的頻率和信號幅值都有所提高,有利于轉換器提高信噪比。但是,正弦波勵磁所固有的微分干擾和同相干擾,仍然對轉換器零點穩定性有一定的影響。

        4、矩形波勵磁

        矩形波勵磁同時具備直流勵磁和交流勵磁的優點,即直流勵磁無正交干擾和同相干擾,而交流勵磁的極化干擾小。由于產生正交干擾和同相干擾的根本原因是工作磁場變化過程,如果工作磁場轉換過程足夠快,而且工作磁場保持穩定的采樣時間窗口足夠長,從而避免正交干擾和同相干擾的不良影響,對流量信號進行提取分析,以顯著提高轉換器的零點穩定性。

        矩形波勵磁又有兩種不同的工作方式,即低頻矩形波勵磁和高頻矩形波勵磁。低頻矩形波勵磁雖然能夠有效地降低各種干擾,但其勵磁周期較長,最終降低了傳感器的響應速度,該方法只適用于流速變化緩慢的液體。高頻矩形波勵磁的響應速度快,但隨之而來的感應干擾問題,導致其精度沒有低頻矩形波勵磁高。

        5、雙頻勵磁

        雙頻勵磁方式是一種高、低頻矩形波調制波的勵磁方式,其中低頻勵磁是為幫助提高信號放大電路的零點穩定性,而高頻勵磁能降低電極在被測液體介質中所產生的極化電壓,減小流量信號中的波動,同時還能提高測量的響應速度。但其輸出流量信號包括兩種頻率特征,后續處理過于復雜,進而制約了它的發展和推廣。


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