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电磁流量计传感器的结构及磁路系统
关键字:电磁流量计,流量计 日期:2012-9-7 9:51:27
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一、传感器结构
电磁流量计传感器的基本结构组成如图1所示。

图1 传感器结构
二、磁路系统
传感器的磁路系统由励磁线圈、铁心、极靴等零部件组成。
因为电磁流量计传感器的长度有限,有限长磁场的边沿将引起金属测量管和导电流体内产生不可忽
视的涡电流。测量管末端的涡电流,将抵消部分主磁通,减弱工作磁场,减小流量信号。因
此式(2.1)中,加入一个系数k,用来表示实际上两电极间感应的信号电压与理想的(即
在无限长均匀磁场情况下)感应信号电压的比值。在一些资料中,k被称作灵敏度系数。k
值总是小于1的数。参考文献中指出,均匀磁场情况下,欲使k值接近于1,磁场
的长度应为测量管直径的2. 5~3倍以上。均匀磁场的线圈形状一般为长方形的鞍状线圈,
或采用余弦分布形式的鞍状线圈。按权重分布的磁场的长度大约为测量管直径的0.6
倍。 按权重分布的励磁线圈形状有矩形、菱形、圆形等。由于电磁流量计传感器的磁感应
强度较低,气隙的长度较长,通常磁场的铁心使用在导磁材料磁化曲线下端。所以,一般铁
心使用硅钢或低碳钢材料制作。考虑到交流励磁产生的涡电流损失大,所用铁心、磁轭的零件
应是片状铁磁材料叠层组成。对于低频矩形波励磁,铁心、磁轭也可以采用低碳钢板材加工而成。

图2 励磁系统矢量图
对于交流正弦波励磁,如图2所示,通常希望线圈的直流电阻越小越好。这是因为线圈的电阻
r越小,铜电阻损失就越低,流量信号与磁场的相位移α也越小。而低频矩形波励磁,如图3所示,
要从两方面考虑励磁线圈电阻值:电阻过大,线圈两端电压降过高,会影响转换器励磁恒流源电路的
精确度;电阻过小,有可能增大励磁矩形波电流的上升时间和下降时间,产生大的微分干扰,影响同
步采样的精确度,增大恒流源功率管的功耗。经验表明,电磁流量计传感器对于低频矩形波励磁方式,励磁
线圈的电阻值在10~150Q范围较为理想。通过选择合适的导线直径,可满足上述电阻值的要求。
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图3 矩彤波励磁波形图 |
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