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电磁流量计励磁方式的发展
关键字:电磁流量计,流量计 日期:2012-9-3 9:03:15
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如果说非均匀磁场的出现是电磁流量计发展中的一次重要突破,励磁方式的改进则代表
着电磁流量计发展过程的不同时代特征。表1列出了各种励磁方式的特点。可以看出,励
磁频率和波形的不同,对电磁流量计的性能与应用有着极大的影响。
在工业电磁流量计产品问世之前,应用地磁场和永磁场的直流励磁仅可用于测量液态金
属。这是因为直流励磁不存在电磁感应,流量信号不会使流体产生集肤电流,也没有正交干
扰。但是,直流磁场的流量计所感应的是直流信号电压。直流电压对电解质流体的电化学现
象影响十分突出,极化电压与流量信号混杂在一起,测量电路难以从合成的信号中分开。于
是,造成了测量输出的严重不稳定。


显然,励磁频率越低,正交干扰和同相干扰就越小,于是零点变动就能大幅度地降低和
稳定。对于低频励磁,感应信号的反应速度很低,极化干扰也突出。通常低频矩形波励磁频
率大都在1/32~1/2工频的范围内。为兼顾直流励磁和交流励磁的优点,因此采用的励磁频
率为1/8工频最为适宜,而电容式电磁流量计则考虑到减小容抗和降低电导率测量流动躁声
的缘故,需要用100Hz以上较高的励磁频率。
20世纪50年代,主要使用交流正弦波励磁。交流正弦波励磁的电源简便且能有效地克
服极化问题,使得电磁流量计在工业上得到了广泛的应用。但是,由于交流励磁产生的正交
干扰和同相干扰,降低了电磁流量计的信噪比,限制了流量计的灵敏度和测量精确度的提
高,影响了流量计的零点稳定性。如图2.3所示为工频励磁频率产生正交干扰和共模干扰的
原因。同时,交流励磁的涡流损失大,能量损耗也大。
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20世纪70~80年代低频矩形波励磁的电磁流量计得到了广泛的应用。
因为低频矩形波励磁交流的电磁流量计兼有直流励磁和交流励磁的优点,
有效地避免了它们的缺点,是电磁流量计一次划时代的进步。然而,应用低频矩形波励磁的流量
计也带来了流量测量反应速度慢,测量浆液时出现尖状干扰,测量低电导率流体流动出现流动噪
声等新的矛盾。由图2所示可知,尖状干扰的幅度随励磁频率的降低急剧地增高。

图2 具有代表性浆液流体噪声的频率特性
20世纪90年代至今,为解决对直流噪声的抑制问题,出现了用高频(75~160Hz)矩
形波调制低频(1/8工频频率)矩形波形成双频的励磁方式,也有用计算机可编程的频率或
脉宽等新的励磁方式。
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