智能皮革廠污水流量計的結構特點與工作原理

智能皮革廠污水流量計在結構上一般由電磁流量傳感器和電磁流量轉換器兩個部分組成。一般情況下，傳感器和轉換器是分開的，傳感器安裝在生產過程工藝管道上感受流量信號；轉換器將傳感器送來的流量信號進行放大，并轉換成標準電信號，以便進行顯示、記錄、計算和調節控制。也有的電磁流量計將轉換器和傳感器裝在儀器，組成一體型電磁流量計，可就地遠傳顯示或控制。

智能皮革廠污水流量計傳感器主要由測量管組件、磁路系統、電極及干擾調整機構部分組成，如圖1所示。下面主要介紹測量管組件及磁路系統。

 

1、測量管組件

測量管組件位于傳感器中心，兩端帶有連接法蘭或其他形式的連接裝置，被側流體由測量管通過。為了讓磁力線能順利地穿過測量管進入被測介質，*先，測量管必須由非導磁材料制成；其次為了減少電渦流，測量管一般應選用高阻抗材料，在滿足強度的前提下，管壁應盡量薄；*三，為了防止電極上的流量信號被金屬管壁所短路，在測量管內側應有一完整的絕緣襯里。襯里材料應根據被測介質，選擇有耐腐蝕、耐磨損、耐高溫等新能的材料，如聚四氟乙烯、耐酸橡膠等。

 

2、磁路系統

磁路系統主要由勵磁線圈和磁軛組成。目前，一般有三種勵磁方式，即直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁。現分別予以介紹。

a、直流勵磁

直流勵磁方式用直流電或永久磁鐵產生一個恒定的均勻磁場。這種直流勵磁變送器的*大優點是受交流電磁場干擾影響很小，因而可以忽略液體中的自感現象的影響。但是使用直流磁場易使通過測量管道的電解質液體被極化，即電解質在電場中被點解，產生正負離子，在電場力的作用下，負離子跑向正極，正離子跑向負極。這樣，將導致正負電極分別被相反極性的離子所包圍，嚴重影響儀表的正常工作。所以，直流勵磁一般只用于測量非電解質液體，如液態金屬等。

 

b、交流勵磁

目前，在工業上使用的電磁流量計大都采用工頻（50Hz）電源交流勵磁方式，即它的磁場是由正弦交變電磁產生的，所以產生的磁場也是一個交變磁場。交變磁場變送器的主要優點是消除了電極表面的極化于擾。另外，由于磁場是交變的，因此輸出信號也是交變信號。放大和轉換低電平的交流信號要比直流信號容易得多。如果交流磁場的磁感應強度為 B=Bm sinωt 則電極上產生的感生電動勢為 U=Bm Dν sinωt 被測體積流量為

式中：Bm---磁場磁感應強度的*大值；

      ω---勵磁電流的角頻率，ω=2f

      t----時間；

      f----電源頻率。

由式圖2可知，當測量管內徑D不變，磁感應強度Bm為一定值時，兩電極上輸出的感生電動勢e與流量Qv成正比。這就是交流磁場電磁流量變送器的基本工作原理。

值得注意的是，用交流磁場會帶來一系列的電磁干擾問題，例如正交干擾、同相干擾等。這些干擾信號與有用的流量信號混雜在一起，因此，如何正確區分流量信號與干擾信號，并如何有效地抑制和排除各種干擾信號，就成為交流勵磁電磁流量計研制的重要課題。

 

c、低頻方波勵磁

直流勵磁方式和交流勵磁方式各有優缺點，為了充分發揮它們的優點，盡量避免它們的缺點，20世紀70年代以來，人們開始采用低頻方波勵磁方式。它的勵磁電流波形如圖3所示，其頻率通常為工頻的1/4-1/10.

從圖3可見，在半個周期內，磁場是恒穩的直流磁場，它具有直流勵磁的特點，受電磁干擾影響很小。從整個時間過程看，方波信號又是一個交變的信號，所以它能客服直流勵磁易產生的極化現象。因此，低頻方波勵磁是一種比較好的勵磁方式，目前已在電磁流量計上廣泛的應用。概括來說，它具有如下幾個優點：

1、能避免交流磁場的正交電磁干擾。

2、能消除由分布電容引起的工頻干擾。

3、能抑制交流磁場在管壁和流體內部引起的電渦流。

4、能排除直流勵磁的極化現象。