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电磁流量计的直流干扰
关键字:电磁流量计 日期:2013-1-18 15:44:47
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电磁流量计的直流干扰
传感器电极信号中的直流噪声是来自测量电解质的电化学现象。金属材料的电摄和接液部件(接地环、接地电极或金属管道)与电解质液体相接触,电解质液体中的离子将向它们定向移动,从而在电极、接液部件与流体介质间会形成一定的电位,这就是我们平常所说的极化现象。如果两电极对接液部件的电位相等、方向相同,两电极之间的电位差等于零。当两个电极材质或表面状态有差异时,两电极之间的电位差就表现出来。或者,接液部件与液体间出现波动大的极化电压时.极化电压的波动也会在电极间反映出来。这个现象可以用一个小实验观察。当用高灵敏度的毫伏电压表(数字式万用表的电压档)的试笔插入一杯水中,电压表能读出电压值。这是因为电压表试笔的材质有差异,试笔上形成的极化电位不同,因而出现了电位差。
电磁流量计电极与接地环(或金属管道、接地电极)材质不同.使得它们与电解质液体之间形成的极化电压大小和极性也不同。图3 - 69所示,极化作用形成的传感器测量电极、金属管道(或者接地环、接地电极)对流体(视为零欧姆的电阻)的电压分别为ei.e2和可以看出e,是共模电压状态,它们分别与差动的流量信号叠加,将共模干扰转换为串模状态进入转换器的差动放大器。过大的串横极化电压(例如下文分析的情况可能高达敷百毫伏)直接进入差动放大器往往把放大器阻塞,流量信号不能放大。即使能放大,由于叠加的共模电压是漂移变动的,所以流量信号的输出摆动也很大。这样看来,降低极化电压的产生非常重要。倒如,后面的例子中,用钽电极或铂金电极在测量水流量时,以碳钢管道为接液部件,输出摆动很大。因此,即使电极应用很好的耐腐蚀金属材料,未注意到接液部件材质的极化电位,同样也会发生大的输出摆动。下面我们考察金属在电解质溶液中的电化学现象,来认识极化电压的发生。

任何金属浸入一种电解质溶液时,其带电的正离子趋向于溶解而金属本身则保持负电荷,这就形成了一定电位的电极。这种电极在介质中形成一个电位差,同时产生电流,使电磁流量计电极继续溶解,即继续腐蚀.这就是电化学的过程。形成的电极的电位可用能斯特方程表示[9,:

式中 n______该金属的化合价;
T-_____绝对温度,K;
R-_____理想气体的摩尔常数:8 .31J/mol-K
F-_____法拉第常数;
c______金属离子浓度的常数;
c______溶液中金属离子的活度
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