電磁流量計廣泛應用哪種勵磁方式
閱讀：65發(fā)布時間：2023-2-28
勵磁系統(tǒng)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。工作磁場的精度直接決定了電磁流量計的誤差。當勵磁電源波動或者勵磁繞組由于溫升而使其電阻變大時，導致磁場大小出現(xiàn)偏差，電磁流量計的誤差變大。隨著電力電子技術的快速發(fā)展，對勵磁電流的精確控制已經很容易實現(xiàn)。同時，半導體開關器件的性能不斷提升，新型勵磁電路的效率越來越高，而體積重量則越來越小。電磁流量計的抗力、測量精度都與磁場的形式有很大關聯(lián)。勵磁技術主要有以下幾個發(fā)展方向。
電磁流量計選型時需要考慮哪些問題
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(yōu)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(tài)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(tài)金屬。
2、工頻正弦波勵磁
采用工頻正弦勵磁時，直接使用50 Hz(或60 Hz)的工頻市電勵磁[5]，其優(yōu)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(wěn)定性有一定的影響[7]。
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(yōu)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[8]。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(wěn)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(wěn)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(wěn)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(xù)處理過于復雜，進而制約了它的發(fā)展和推廣。
電磁流量計在工農業(yè)生產過程中有著的地位，因此電磁流量計的勵磁技術也將伴隨著相關新材料、新工藝以及新的理論和方法的出現(xiàn)，不斷克服各種技術瓶頸和障礙，進一步提高電磁流量計的測量精度，拓寬測量范圍。
