探究勵(lì)磁線圈對(duì)電磁流量計(jì)的影響
點(diǎn)擊次數(shù):3582 發(fā)布時(shí)間:2021-03-19 08:42:28
摘要:為了提高電磁流量計(jì)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,簡(jiǎn)述了勵(lì)磁線圈的結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝 ;討論了勵(lì)磁線圈在設(shè)計(jì)、制造及裝配中對(duì)電磁流量計(jì)的影響,指出了電磁流量計(jì)在設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)。
電磁流量計(jì)因其特殊的結(jié)構(gòu)形式,致使其抗干擾能力較弱、準(zhǔn)確度偏低以及瞬時(shí)流量波動(dòng)過(guò)大等不良現(xiàn)象,但便于安裝、造價(jià)低廉、普遍應(yīng)用于大管道等特點(diǎn)而存在。為了發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),消除其不利因素,對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),從而使其準(zhǔn)確度能夠達(dá)到 ±1% FS,使抗干擾能力得到*大地增強(qiáng)。本文主要通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、選擇材料和試驗(yàn),使電磁流量計(jì)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度大幅度提高,并提出解決措施,對(duì)實(shí)際應(yīng)用具有參考價(jià)值。分析與研究程序圖如圖 1 所示。

1 測(cè)量原理
根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律的工作原理,也就是液態(tài)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(Es)的分布進(jìn)行分析,研究磁場(chǎng)分布的影響規(guī)律,在保證高準(zhǔn)確度、高可靠性和抗干擾能力強(qiáng)、瞬時(shí)流量波動(dòng)范圍小的前提下,尋求寬范圍流量測(cè)量時(shí)*優(yōu)的電磁流量計(jì)。
電磁流量計(jì)測(cè)量液體的流量時(shí),液體為導(dǎo)電液體,電導(dǎo)率應(yīng)大于 5μs/cm,流體流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)導(dǎo)電液體的流動(dòng)感應(yīng)出平均流速,從而獲得與流體的體積流量成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(Es),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方程為:
Es=BDV×10 -4
式中:Es--- 電動(dòng)勢(shì),伏特(V)
B---- 磁感應(yīng)強(qiáng)度,特斯拉(T)
D---- 測(cè)量管內(nèi)徑,厘米(cm)
V---- 被測(cè)液體平均流速,米 / 秒(m/s)
因電磁流量計(jì)與一般的法蘭管道式電磁流量計(jì)有很大的不同,電磁流量計(jì)的傳感器外側(cè)形成發(fā)射磁場(chǎng),測(cè)量電*在傳感器的端部,故此根據(jù)尼庫(kù)接磁(NIKURADS)原理,測(cè)量導(dǎo)電液體流量時(shí),導(dǎo)電流體流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)導(dǎo)電液體的流動(dòng)感應(yīng)出平均流速,從而獲得與流體的體積流量成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)被兩個(gè)與流體相接觸的電*檢測(cè)出來(lái),在轉(zhuǎn)換器中顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量,并通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出到上位機(jī),即 4mA ~ 20mA DC,如圖 2 所示。

電磁流量計(jì)的測(cè)量探頭測(cè)得管道內(nèi)部特定位置(管道內(nèi)徑的 1/8 處)的局部流速,以確定管道流速,電磁流量計(jì)的傳感器是在測(cè)量探頭外側(cè)形成外發(fā)射磁場(chǎng),測(cè)量電*在傳感器的端部。
基于以上目的,為了降低外發(fā)射磁場(chǎng)的電磁流速傳感器所產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)受信號(hào)流體和磁場(chǎng)的邊界層厚度影響,會(huì)降低測(cè)量的線性度,通過(guò)一體化的特殊優(yōu)化設(shè)計(jì),在外徑為:Ф47mm(因?yàn)樾枰褂?2 〃螺紋球閥,球閥通孔直徑為:50mm 的緣故),內(nèi)徑為:Ф40mm,長(zhǎng)度為:77mm的空間內(nèi)進(jìn)行布置各個(gè)相關(guān)零、部件(兩個(gè)電*、兩個(gè)電*加長(zhǎng)桿,勵(lì)磁線圈部件),應(yīng)用法拉*電磁感應(yīng)定律和尼庫(kù)接磁(NIKURADS)原理,將磁感應(yīng)強(qiáng)度充分發(fā)揮,達(dá)到高準(zhǔn)確度、高可靠性、寬范圍的流體測(cè)量,同時(shí)采用新材料、新工藝,該結(jié)構(gòu)還具有耐高溫,并且適用于大口徑管道的流體測(cè)量等特性。
通過(guò)大量的試驗(yàn),對(duì)探頭端部外型結(jié)構(gòu)亦采用特殊設(shè)計(jì),從而消除兩個(gè)電*之間的擾流現(xiàn)象,同時(shí)亦消除因通電產(chǎn)生磁場(chǎng),導(dǎo)致兩個(gè)電*吸附介質(zhì)中的鐵屑而影響測(cè)量精度和死區(qū)效應(yīng),增強(qiáng)了輸出信號(hào)的穩(wěn)定性,從而提高傳感器準(zhǔn)確度和抗干擾性。通過(guò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),使用壽命更長(zhǎng),電磁流量計(jì)探頭局部,如圖 3 所示。

2 實(shí)踐當(dāng)中遇到的實(shí)際難題
在生產(chǎn)實(shí)踐中,發(fā)現(xiàn)剛剛纏繞完畢的勵(lì)磁線圈,由于摩擦生熱的原因,直接進(jìn)行測(cè)量阻值時(shí),阻值往往大于理論計(jì)算值(1Ω ~ 2Ω)。當(dāng)勵(lì)磁線圈在自然環(huán)境中失效幾個(gè)小時(shí)后,勵(lì)磁線圈的阻值恢復(fù)到理論設(shè)計(jì)值。從而推論,含有勵(lì)磁線圈的電磁流量計(jì)受現(xiàn)場(chǎng)管道介質(zhì)溫度的影響非常大,致使電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器內(nèi)的技術(shù)參數(shù)發(fā)生變化,影響其過(guò)程控制的準(zhǔn)確度,而且瞬時(shí)流量波動(dòng)過(guò)大。
其原因是:勵(lì)磁線圈的阻值及匝數(shù)是按照常溫狀態(tài)下進(jìn)行設(shè)計(jì)的,而含有勵(lì)磁線圈的電磁流量計(jì)經(jīng)常是高于常溫狀態(tài)下進(jìn)行安裝、使用(如:高爐回水、供熱管道等),勵(lì)磁線圈的阻值隨使用環(huán)境溫度的變化而變化,致使電磁流量計(jì)測(cè)量時(shí)的準(zhǔn)確度大為降低,性能的不確定性大為增加,為了保證儀表的高準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,在不同的季節(jié)(主要是環(huán)境溫度和介質(zhì)溫度),經(jīng)過(guò)大量模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的試驗(yàn),并結(jié)合轉(zhuǎn)換器的技術(shù)參數(shù)要求,得出一個(gè)完善的勵(lì)磁線圈各種技術(shù)參數(shù)。模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置如圖 4 所示。

試驗(yàn)方法:*先,把電磁流量計(jì)和溫度傳感器按照?qǐng)D中所示固定在自動(dòng)加熱箱體中;其次,把電磁流量計(jì)的勵(lì)磁線圈的引線(聚四氟乙烯屏蔽線)與萬(wàn)用表測(cè)量阻值端鈕相連接,并把檔位定格在 200Ω 刻度線上;同時(shí)把溫度傳感器(PT100 鉑電阻)的引線與溫度顯示器相連接。
經(jīng)檢查無(wú)誤后,經(jīng)過(guò)大約 10min,記錄此時(shí)水箱中水的溫度,然后接通 220V AC 電源,自動(dòng)電加熱箱體內(nèi)的水進(jìn)行升溫,以水每升高 5℃,記錄一次萬(wàn)用表顯示的阻值,記錄直至水溫達(dá)到 100℃時(shí)的阻值。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
為了滿足現(xiàn)場(chǎng)管道高溫介質(zhì)對(duì)電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響,探頭勵(lì)磁線圈的阻值在環(huán)境溫度(T=15℃時(shí)),按照理論計(jì)算值進(jìn)行纏繞,為 60Ω±0.5Ω,漆包圓繞組線直徑:Φ=0.21mm,經(jīng)過(guò)多次升高介質(zhì)(自來(lái)水)溫度進(jìn)行試驗(yàn),勵(lì)磁線圈的電阻值與溫度的變化數(shù)據(jù)表示如下:
1)2018 年 12 月份北方的冬季,室溫:15℃~ 20℃內(nèi)進(jìn)行*一次試驗(yàn),升溫試驗(yàn)時(shí)間共 75min。
勵(lì)磁線圈的電阻值與溫度的變化數(shù)據(jù)表示如下:
水溫:15℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=60.2Ω
水溫:20℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=61.3Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:25℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=62.5Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:30℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=63.8Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:35℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=64.9Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:40℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=66.4Ω 阻值升高1.5Ω
水溫:45℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=67.5Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:50℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=68.8Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:55℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=70.0Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:60℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=71.1Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:65℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=72.2Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:70℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=73.4Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:75℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=74.5Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:80℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=75.4Ω 阻值升高0.9Ω
水溫:85℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=76.6Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:90℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=77.9Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:95℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=78.9Ω 阻值升高1.0Ω
水溫:100℃時(shí),勵(lì)磁線圈阻值 R=81.4Ω 阻值升高2.5Ω
*一次試驗(yàn)結(jié)論:水溫從 15℃升到 100℃時(shí),每升高5℃,勵(lì)磁線圈的電阻值平均增大 1.247Ω。
2)勵(lì)磁線圈完全處于室溫:15℃~ 20℃狀態(tài)下,24h后進(jìn)行*二次試驗(yàn),升溫試驗(yàn)時(shí)間共 80min。
勵(lì)磁線圈的電阻值與溫度的變化數(shù)據(jù)表示如下:
水溫:6℃時(shí),勵(lì)磁線圈阻值:R=58.8Ω
水溫:10℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=59.8Ω 阻值升高1.0Ω
水溫:15℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=60.2Ω 阻值升高0.4Ω
水溫:20℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=61.5Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:25℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=62.8Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:30℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=63.8Ω 阻值升高1.0Ω
水溫:35℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=65.0Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:40℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=66.2Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:45℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=67.0Ω 阻值升高0.8Ω
水溫:50℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=68.7Ω 阻值升高1.7Ω
水溫:55℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=69.9Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:60℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=71.2Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:65℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=72.3Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:70℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=73.2Ω 阻值升高0.9Ω
水溫:75℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=74.7Ω 阻值升高1.5Ω
水溫:80℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=75.8Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:85℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=76.7Ω 阻值升高0.9Ω
水溫:90℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=77.9Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:95℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=79.1Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:100℃時(shí),勵(lì)磁線圈阻值:R=81.2Ω 阻值升高2.1Ω
*二次試驗(yàn)結(jié)論:水溫從 15℃升到 100℃時(shí),每升高5℃,勵(lì)磁線圈的電阻值平均增大 1.179Ω。后又在本季節(jié)多次進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果大體相似。
3)2019 年 7 月 12 日星期四上午 8 :15 開始試驗(yàn),試驗(yàn)室溫:25℃~ 30℃內(nèi)進(jìn)行*三次試驗(yàn),升溫試驗(yàn)時(shí)間共30min。
勵(lì)磁線圈的電阻值與溫度的變化數(shù)據(jù)表示如下:
水溫:20℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=61.4Ω
水溫:25℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=62.5Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:30℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=63.8Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:35℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=64.9Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:40℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=66.4Ω 阻值升高1.5Ω
水溫:45℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=67.5Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:50℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=68.8Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:55℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=70.0Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:60℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=71.1Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:65℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值 R=72.2Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:70℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=73.4Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:75℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=74.5Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:80℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=75.4Ω 阻值升高0.9Ω
水溫:85℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=76.6Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:90℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=77.9Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:95℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=78.9Ω 阻值升高1.0Ω
水溫:100℃時(shí),勵(lì)磁線圈阻值:R=80.1Ω 阻值升高 1.1Ω
水溫:100℃時(shí),連續(xù)進(jìn)行 8 小時(shí)高溫度(100℃)水進(jìn)行試驗(yàn),此時(shí)的勵(lì)磁線圈阻值:R=80.1Ω ~ 81.4Ω 范圍內(nèi)波動(dòng)。
這次夏季試驗(yàn)結(jié)論:水溫從 20℃升到 100℃時(shí),每升高 5℃,勵(lì)磁線圈的電阻值平均增大 1.1625Ω。后又在本季節(jié)多次進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果大體相似。
通過(guò)北方寒冷的冬季及夏季的數(shù)十次試驗(yàn),其試驗(yàn)的結(jié)果基本一致。
為了使勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁力線均勻、完整地包裹電*,勵(lì)磁線圈的磁芯要盡量與電*端部相接近,使電*整體充分地切割磁力線,同時(shí)兼顧電感值的大小,在電感值適中的情況下(后面論述,經(jīng)過(guò)理論計(jì)算和試驗(yàn),電感值:L=390mH 為宜),從而產(chǎn)生連綿不斷的、強(qiáng)大、穩(wěn)定的磁場(chǎng)信號(hào),在實(shí)踐中起到了大大降低過(guò)程控制流量的波動(dòng)性,并且增加了流速的穩(wěn)定性(*小流速為 0.2m/s 時(shí),可精準(zhǔn)、穩(wěn)定地測(cè)量),同時(shí)使電磁流量計(jì)在標(biāo)校時(shí)的標(biāo)校系數(shù)大為降低(如轉(zhuǎn)換器的標(biāo)校系數(shù):1 ~ 5.9999,則實(shí)際標(biāo)校過(guò)程中,標(biāo)校系數(shù)只為 1.3 左右),使標(biāo)校過(guò)程簡(jiǎn)易化,更容易進(jìn)行標(biāo)校,*大地減輕了標(biāo)校人員的工作強(qiáng)度,儀表的準(zhǔn)確度更高。勵(lì)磁線圈部件與端部電*的相對(duì)位置如圖 5 所示。
3 電磁流量計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)
通過(guò)在不同季節(jié)進(jìn)行的數(shù)十次試驗(yàn)結(jié)果,再結(jié)合轉(zhuǎn)換器本身的技術(shù)參數(shù)的要求,以及在電磁流量計(jì)傳感器的有限空間內(nèi),進(jìn)行技術(shù)參數(shù)、新材料和新工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
1)根據(jù)閉合回路的屬性 --- 電感原理及公式:L=μQ ×μ r ×Ae×N 2 /l
式中:L-電感,單位:亨(H)
μQ -自由空間的導(dǎo)磁率:4д×10 -7 H/m
μr -磁芯材料相對(duì)的導(dǎo)磁率,單位:亨 / 米(H/m)
Ae-磁芯的截面積,單位:平方米(m 2 )
N---- 勵(lì)磁線圈的匝數(shù)
l---- 勵(lì)磁線圈纏繞長(zhǎng)度,單位:米(m)
2)精選勵(lì)磁線圈磁芯的材質(zhì)以及尺寸的選擇根據(jù)尼庫(kù)接磁(NIKURADS)原理,設(shè)計(jì)、制造和特性參數(shù)試驗(yàn)。為了增大導(dǎo)磁率,*大地改善封閉性磁力線強(qiáng)度,故此選擇實(shí)心勵(lì)磁線圈,使磁感應(yīng)強(qiáng)度大幅增加。磁芯采用磁性等級(jí):超級(jí);*號(hào):電工純鐵(型號(hào):DT4C);矯頑力:≤ 32,矯頑力時(shí)效增值:≤ 4,*大導(dǎo)磁率:≥ 0.0151
工業(yè)純鐵質(zhì)地特別軟,韌性特別大,電磁性能很好。工業(yè)純鐵熔點(diǎn)比鐵高,在潮濕的空氣中比鐵難以生銹,在冷的濃硫酸中可以鈍化;同時(shí)電磁性能好。矯頑力(Hc)低,導(dǎo)磁率 μ 高,飽和磁感(Bs)高,磁性穩(wěn)定又無(wú)磁時(shí)效。鋼質(zhì)純凈度高,電工純鐵系列鋼質(zhì)均為鎮(zhèn)靜鋼,又采用了精練,所以內(nèi)部組織致密,均勻,優(yōu)良,氣體含量少,成品含碳量≤ 0.004%,冷、熱加工性能好。冷加工如車、墩、沖、彎、拉等都無(wú)問(wèn)題,具有良好的加工性能,加工表面質(zhì)量好。
3)勵(lì)磁線圈的漆包圓繞組線的選擇根據(jù)中華人民共和國(guó)**標(biāo)準(zhǔn) GB/T6109.1-2008《漆包圓繞組線 *一部分:一般規(guī)定》和 GB/T6109.2-2008《漆包圓繞組線 *二部分:155 級(jí)聚酯漆包銅圓線》的相關(guān)規(guī)定,并且結(jié)合電磁流量計(jì)的具體使用情況及使用范圍的安全裕度,選擇型號(hào):QZY=XY-2/200,線徑:Φ0.21mm。
型號(hào):QZY+XY-2/150 的含義
系列代號(hào) Q-漆包圓繞組線
漆膜代號(hào) Z-聚酯類漆
Y-聚酰亞胺類漆
非自粘性漆包線 2-二級(jí)漆膜
耐溫溫度 150-攝氏度:150℃
電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈的結(jié)構(gòu)形式如圖 6 所示。
根據(jù)以上不同季節(jié)的數(shù) 10 次試驗(yàn),勵(lì)磁線圈得出相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)如下:
a)從勵(lì)磁線圈的漆包圓繞組線的選擇(如:勵(lì)磁線圈的型號(hào)、線徑等)如上所述。
b)關(guān)于勵(lì)磁線圈的阻值通常情況下的理論值均在常溫下進(jìn)行計(jì)算與確定,但一定要結(jié)合轉(zhuǎn)換器的相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行選擇。
選擇方法:如電磁流量計(jì)所選擇的轉(zhuǎn)換器匹配的阻值為:(X ~ Y)Ω時(shí),則勵(lì)磁線圈的阻值大于或等于1.5X 即可。這樣既能滿足流動(dòng)介質(zhì)溫度低于常溫時(shí),勵(lì)磁線圈阻值必然降低,但不影響轉(zhuǎn)換器的正常工作,同時(shí)亦能滿足介質(zhì)溫度高于常溫時(shí),勵(lì)磁線圈阻值升高,也不影響轉(zhuǎn)換器的正常工作。
c)從結(jié)構(gòu)上講,勵(lì)磁線圈的磁芯必須長(zhǎng)于線圈部件為好。其磁芯長(zhǎng)出部分應(yīng)與采集信號(hào)的電*基本在一個(gè)基準(zhǔn)線上,在現(xiàn)有的磁場(chǎng)強(qiáng)度下增加磁力線*大程度上包裹電*,使之電*采集信號(hào)的*大化,由此增加電磁流量計(jì)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。
4 結(jié)論
本文提出了一種基于插入式電磁型流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,勵(lì)磁線圈經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、磁芯材料的選擇和探頭結(jié)構(gòu)等方面的改進(jìn),提高其在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度等級(jí)和抗干擾能力,充分發(fā)揮電磁流量計(jì)自有優(yōu)勢(shì),對(duì)該產(chǎn)品質(zhì)量的提升具有實(shí)質(zhì)性作用。
電磁流量計(jì)對(duì)介質(zhì)電導(dǎo)率的要求
電磁流量計(jì)對(duì)測(cè)量介質(zhì)的要求
外部磁場(chǎng)對(duì)電磁流量計(jì)的影響
電磁流量計(jì)與超聲波流量計(jì)的區(qū)別
變徑后電磁流量計(jì)的安裝要求
電磁流量計(jì)24v和220v區(qū)別
低溫環(huán)境對(duì)電磁流量計(jì)的影響
電磁流量計(jì)管道式和插入式的區(qū)別與優(yōu)缺點(diǎn)
電磁流量計(jì)一體式和分體式的區(qū)別
電磁流量計(jì)怎么消除干擾
如何解決電磁流量計(jì)的電磁干擾
如何消除電磁流量計(jì)中氣泡的干擾
液體中氣泡對(duì)電磁流量計(jì)的影響
電磁流量計(jì)歸零后顯示負(fù)值原因分析
電磁流量計(jì)為什么有流量但顯示零
電磁流量計(jì)為什么空管不歸零
電磁流量計(jì)零點(diǎn)不穩(wěn)定的檢查方法
電磁流量計(jì)零點(diǎn)漂移的原因及如何消除
電磁流量計(jì)防爆和不防爆區(qū)別
電磁流量計(jì)防爆類型和等級(jí)劃分
電磁流量計(jì)的校驗(yàn)周期
電磁流量計(jì)怎樣在線校準(zhǔn)
結(jié)垢對(duì)電磁流量計(jì)精度的影響
電磁流量計(jì)和水表的區(qū)別
電磁流量計(jì)和電磁水表區(qū)別
不滿管對(duì)電磁流量計(jì)的影響
電磁流量計(jì)計(jì)量不穩(wěn)定是怎么回事
環(huán)境溫度對(duì)電磁流量計(jì)測(cè)量影響
溫度對(duì)電磁流量計(jì)的影響
電磁流量計(jì)對(duì)介質(zhì)溫度要求
電磁流量計(jì)因其特殊的結(jié)構(gòu)形式,致使其抗干擾能力較弱、準(zhǔn)確度偏低以及瞬時(shí)流量波動(dòng)過(guò)大等不良現(xiàn)象,但便于安裝、造價(jià)低廉、普遍應(yīng)用于大管道等特點(diǎn)而存在。為了發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),消除其不利因素,對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),從而使其準(zhǔn)確度能夠達(dá)到 ±1% FS,使抗干擾能力得到*大地增強(qiáng)。本文主要通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、選擇材料和試驗(yàn),使電磁流量計(jì)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度大幅度提高,并提出解決措施,對(duì)實(shí)際應(yīng)用具有參考價(jià)值。分析與研究程序圖如圖 1 所示。

1 測(cè)量原理
根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律的工作原理,也就是液態(tài)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(Es)的分布進(jìn)行分析,研究磁場(chǎng)分布的影響規(guī)律,在保證高準(zhǔn)確度、高可靠性和抗干擾能力強(qiáng)、瞬時(shí)流量波動(dòng)范圍小的前提下,尋求寬范圍流量測(cè)量時(shí)*優(yōu)的電磁流量計(jì)。
電磁流量計(jì)測(cè)量液體的流量時(shí),液體為導(dǎo)電液體,電導(dǎo)率應(yīng)大于 5μs/cm,流體流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)導(dǎo)電液體的流動(dòng)感應(yīng)出平均流速,從而獲得與流體的體積流量成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(Es),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方程為:
Es=BDV×10 -4
式中:Es--- 電動(dòng)勢(shì),伏特(V)
B---- 磁感應(yīng)強(qiáng)度,特斯拉(T)
D---- 測(cè)量管內(nèi)徑,厘米(cm)
V---- 被測(cè)液體平均流速,米 / 秒(m/s)
因電磁流量計(jì)與一般的法蘭管道式電磁流量計(jì)有很大的不同,電磁流量計(jì)的傳感器外側(cè)形成發(fā)射磁場(chǎng),測(cè)量電*在傳感器的端部,故此根據(jù)尼庫(kù)接磁(NIKURADS)原理,測(cè)量導(dǎo)電液體流量時(shí),導(dǎo)電流體流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)導(dǎo)電液體的流動(dòng)感應(yīng)出平均流速,從而獲得與流體的體積流量成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)被兩個(gè)與流體相接觸的電*檢測(cè)出來(lái),在轉(zhuǎn)換器中顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量,并通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出到上位機(jī),即 4mA ~ 20mA DC,如圖 2 所示。

電磁流量計(jì)的測(cè)量探頭測(cè)得管道內(nèi)部特定位置(管道內(nèi)徑的 1/8 處)的局部流速,以確定管道流速,電磁流量計(jì)的傳感器是在測(cè)量探頭外側(cè)形成外發(fā)射磁場(chǎng),測(cè)量電*在傳感器的端部。
基于以上目的,為了降低外發(fā)射磁場(chǎng)的電磁流速傳感器所產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)受信號(hào)流體和磁場(chǎng)的邊界層厚度影響,會(huì)降低測(cè)量的線性度,通過(guò)一體化的特殊優(yōu)化設(shè)計(jì),在外徑為:Ф47mm(因?yàn)樾枰褂?2 〃螺紋球閥,球閥通孔直徑為:50mm 的緣故),內(nèi)徑為:Ф40mm,長(zhǎng)度為:77mm的空間內(nèi)進(jìn)行布置各個(gè)相關(guān)零、部件(兩個(gè)電*、兩個(gè)電*加長(zhǎng)桿,勵(lì)磁線圈部件),應(yīng)用法拉*電磁感應(yīng)定律和尼庫(kù)接磁(NIKURADS)原理,將磁感應(yīng)強(qiáng)度充分發(fā)揮,達(dá)到高準(zhǔn)確度、高可靠性、寬范圍的流體測(cè)量,同時(shí)采用新材料、新工藝,該結(jié)構(gòu)還具有耐高溫,并且適用于大口徑管道的流體測(cè)量等特性。
通過(guò)大量的試驗(yàn),對(duì)探頭端部外型結(jié)構(gòu)亦采用特殊設(shè)計(jì),從而消除兩個(gè)電*之間的擾流現(xiàn)象,同時(shí)亦消除因通電產(chǎn)生磁場(chǎng),導(dǎo)致兩個(gè)電*吸附介質(zhì)中的鐵屑而影響測(cè)量精度和死區(qū)效應(yīng),增強(qiáng)了輸出信號(hào)的穩(wěn)定性,從而提高傳感器準(zhǔn)確度和抗干擾性。通過(guò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),使用壽命更長(zhǎng),電磁流量計(jì)探頭局部,如圖 3 所示。

2 實(shí)踐當(dāng)中遇到的實(shí)際難題
在生產(chǎn)實(shí)踐中,發(fā)現(xiàn)剛剛纏繞完畢的勵(lì)磁線圈,由于摩擦生熱的原因,直接進(jìn)行測(cè)量阻值時(shí),阻值往往大于理論計(jì)算值(1Ω ~ 2Ω)。當(dāng)勵(lì)磁線圈在自然環(huán)境中失效幾個(gè)小時(shí)后,勵(lì)磁線圈的阻值恢復(fù)到理論設(shè)計(jì)值。從而推論,含有勵(lì)磁線圈的電磁流量計(jì)受現(xiàn)場(chǎng)管道介質(zhì)溫度的影響非常大,致使電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器內(nèi)的技術(shù)參數(shù)發(fā)生變化,影響其過(guò)程控制的準(zhǔn)確度,而且瞬時(shí)流量波動(dòng)過(guò)大。
其原因是:勵(lì)磁線圈的阻值及匝數(shù)是按照常溫狀態(tài)下進(jìn)行設(shè)計(jì)的,而含有勵(lì)磁線圈的電磁流量計(jì)經(jīng)常是高于常溫狀態(tài)下進(jìn)行安裝、使用(如:高爐回水、供熱管道等),勵(lì)磁線圈的阻值隨使用環(huán)境溫度的變化而變化,致使電磁流量計(jì)測(cè)量時(shí)的準(zhǔn)確度大為降低,性能的不確定性大為增加,為了保證儀表的高準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,在不同的季節(jié)(主要是環(huán)境溫度和介質(zhì)溫度),經(jīng)過(guò)大量模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的試驗(yàn),并結(jié)合轉(zhuǎn)換器的技術(shù)參數(shù)要求,得出一個(gè)完善的勵(lì)磁線圈各種技術(shù)參數(shù)。模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置如圖 4 所示。

試驗(yàn)方法:*先,把電磁流量計(jì)和溫度傳感器按照?qǐng)D中所示固定在自動(dòng)加熱箱體中;其次,把電磁流量計(jì)的勵(lì)磁線圈的引線(聚四氟乙烯屏蔽線)與萬(wàn)用表測(cè)量阻值端鈕相連接,并把檔位定格在 200Ω 刻度線上;同時(shí)把溫度傳感器(PT100 鉑電阻)的引線與溫度顯示器相連接。
經(jīng)檢查無(wú)誤后,經(jīng)過(guò)大約 10min,記錄此時(shí)水箱中水的溫度,然后接通 220V AC 電源,自動(dòng)電加熱箱體內(nèi)的水進(jìn)行升溫,以水每升高 5℃,記錄一次萬(wàn)用表顯示的阻值,記錄直至水溫達(dá)到 100℃時(shí)的阻值。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
為了滿足現(xiàn)場(chǎng)管道高溫介質(zhì)對(duì)電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響,探頭勵(lì)磁線圈的阻值在環(huán)境溫度(T=15℃時(shí)),按照理論計(jì)算值進(jìn)行纏繞,為 60Ω±0.5Ω,漆包圓繞組線直徑:Φ=0.21mm,經(jīng)過(guò)多次升高介質(zhì)(自來(lái)水)溫度進(jìn)行試驗(yàn),勵(lì)磁線圈的電阻值與溫度的變化數(shù)據(jù)表示如下:
1)2018 年 12 月份北方的冬季,室溫:15℃~ 20℃內(nèi)進(jìn)行*一次試驗(yàn),升溫試驗(yàn)時(shí)間共 75min。
勵(lì)磁線圈的電阻值與溫度的變化數(shù)據(jù)表示如下:
水溫:15℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=60.2Ω
水溫:20℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=61.3Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:25℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=62.5Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:30℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=63.8Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:35℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=64.9Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:40℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=66.4Ω 阻值升高1.5Ω
水溫:45℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=67.5Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:50℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=68.8Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:55℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=70.0Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:60℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=71.1Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:65℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=72.2Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:70℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=73.4Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:75℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=74.5Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:80℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=75.4Ω 阻值升高0.9Ω
水溫:85℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=76.6Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:90℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=77.9Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:95℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=78.9Ω 阻值升高1.0Ω
水溫:100℃時(shí),勵(lì)磁線圈阻值 R=81.4Ω 阻值升高2.5Ω
*一次試驗(yàn)結(jié)論:水溫從 15℃升到 100℃時(shí),每升高5℃,勵(lì)磁線圈的電阻值平均增大 1.247Ω。
2)勵(lì)磁線圈完全處于室溫:15℃~ 20℃狀態(tài)下,24h后進(jìn)行*二次試驗(yàn),升溫試驗(yàn)時(shí)間共 80min。
勵(lì)磁線圈的電阻值與溫度的變化數(shù)據(jù)表示如下:
水溫:6℃時(shí),勵(lì)磁線圈阻值:R=58.8Ω
水溫:10℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=59.8Ω 阻值升高1.0Ω
水溫:15℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=60.2Ω 阻值升高0.4Ω
水溫:20℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=61.5Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:25℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=62.8Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:30℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=63.8Ω 阻值升高1.0Ω
水溫:35℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=65.0Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:40℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=66.2Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:45℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=67.0Ω 阻值升高0.8Ω
水溫:50℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=68.7Ω 阻值升高1.7Ω
水溫:55℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=69.9Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:60℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=71.2Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:65℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=72.3Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:70℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=73.2Ω 阻值升高0.9Ω
水溫:75℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=74.7Ω 阻值升高1.5Ω
水溫:80℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=75.8Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:85℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=76.7Ω 阻值升高0.9Ω
水溫:90℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=77.9Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:95℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=79.1Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:100℃時(shí),勵(lì)磁線圈阻值:R=81.2Ω 阻值升高2.1Ω
*二次試驗(yàn)結(jié)論:水溫從 15℃升到 100℃時(shí),每升高5℃,勵(lì)磁線圈的電阻值平均增大 1.179Ω。后又在本季節(jié)多次進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果大體相似。
3)2019 年 7 月 12 日星期四上午 8 :15 開始試驗(yàn),試驗(yàn)室溫:25℃~ 30℃內(nèi)進(jìn)行*三次試驗(yàn),升溫試驗(yàn)時(shí)間共30min。
勵(lì)磁線圈的電阻值與溫度的變化數(shù)據(jù)表示如下:
水溫:20℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=61.4Ω
水溫:25℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=62.5Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:30℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=63.8Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:35℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=64.9Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:40℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=66.4Ω 阻值升高1.5Ω
水溫:45℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=67.5Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:50℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=68.8Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:55℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=70.0Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:60℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=71.1Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:65℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值 R=72.2Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:70℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=73.4Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:75℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=74.5Ω 阻值升高1.1Ω
水溫:80℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=75.4Ω 阻值升高0.9Ω
水溫:85℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=76.6Ω 阻值升高1.2Ω
水溫:90℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=77.9Ω 阻值升高1.3Ω
水溫:95℃時(shí), 勵(lì)磁線圈阻值:R=78.9Ω 阻值升高1.0Ω
水溫:100℃時(shí),勵(lì)磁線圈阻值:R=80.1Ω 阻值升高 1.1Ω
水溫:100℃時(shí),連續(xù)進(jìn)行 8 小時(shí)高溫度(100℃)水進(jìn)行試驗(yàn),此時(shí)的勵(lì)磁線圈阻值:R=80.1Ω ~ 81.4Ω 范圍內(nèi)波動(dòng)。
這次夏季試驗(yàn)結(jié)論:水溫從 20℃升到 100℃時(shí),每升高 5℃,勵(lì)磁線圈的電阻值平均增大 1.1625Ω。后又在本季節(jié)多次進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果大體相似。
通過(guò)北方寒冷的冬季及夏季的數(shù)十次試驗(yàn),其試驗(yàn)的結(jié)果基本一致。
為了使勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁力線均勻、完整地包裹電*,勵(lì)磁線圈的磁芯要盡量與電*端部相接近,使電*整體充分地切割磁力線,同時(shí)兼顧電感值的大小,在電感值適中的情況下(后面論述,經(jīng)過(guò)理論計(jì)算和試驗(yàn),電感值:L=390mH 為宜),從而產(chǎn)生連綿不斷的、強(qiáng)大、穩(wěn)定的磁場(chǎng)信號(hào),在實(shí)踐中起到了大大降低過(guò)程控制流量的波動(dòng)性,并且增加了流速的穩(wěn)定性(*小流速為 0.2m/s 時(shí),可精準(zhǔn)、穩(wěn)定地測(cè)量),同時(shí)使電磁流量計(jì)在標(biāo)校時(shí)的標(biāo)校系數(shù)大為降低(如轉(zhuǎn)換器的標(biāo)校系數(shù):1 ~ 5.9999,則實(shí)際標(biāo)校過(guò)程中,標(biāo)校系數(shù)只為 1.3 左右),使標(biāo)校過(guò)程簡(jiǎn)易化,更容易進(jìn)行標(biāo)校,*大地減輕了標(biāo)校人員的工作強(qiáng)度,儀表的準(zhǔn)確度更高。勵(lì)磁線圈部件與端部電*的相對(duì)位置如圖 5 所示。
3 電磁流量計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)
通過(guò)在不同季節(jié)進(jìn)行的數(shù)十次試驗(yàn)結(jié)果,再結(jié)合轉(zhuǎn)換器本身的技術(shù)參數(shù)的要求,以及在電磁流量計(jì)傳感器的有限空間內(nèi),進(jìn)行技術(shù)參數(shù)、新材料和新工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
1)根據(jù)閉合回路的屬性 --- 電感原理及公式:L=μQ ×μ r ×Ae×N 2 /l
式中:L-電感,單位:亨(H)
μQ -自由空間的導(dǎo)磁率:4д×10 -7 H/m
μr -磁芯材料相對(duì)的導(dǎo)磁率,單位:亨 / 米(H/m)
Ae-磁芯的截面積,單位:平方米(m 2 )
N---- 勵(lì)磁線圈的匝數(shù)
l---- 勵(lì)磁線圈纏繞長(zhǎng)度,單位:米(m)
2)精選勵(lì)磁線圈磁芯的材質(zhì)以及尺寸的選擇根據(jù)尼庫(kù)接磁(NIKURADS)原理,設(shè)計(jì)、制造和特性參數(shù)試驗(yàn)。為了增大導(dǎo)磁率,*大地改善封閉性磁力線強(qiáng)度,故此選擇實(shí)心勵(lì)磁線圈,使磁感應(yīng)強(qiáng)度大幅增加。磁芯采用磁性等級(jí):超級(jí);*號(hào):電工純鐵(型號(hào):DT4C);矯頑力:≤ 32,矯頑力時(shí)效增值:≤ 4,*大導(dǎo)磁率:≥ 0.0151
工業(yè)純鐵質(zhì)地特別軟,韌性特別大,電磁性能很好。工業(yè)純鐵熔點(diǎn)比鐵高,在潮濕的空氣中比鐵難以生銹,在冷的濃硫酸中可以鈍化;同時(shí)電磁性能好。矯頑力(Hc)低,導(dǎo)磁率 μ 高,飽和磁感(Bs)高,磁性穩(wěn)定又無(wú)磁時(shí)效。鋼質(zhì)純凈度高,電工純鐵系列鋼質(zhì)均為鎮(zhèn)靜鋼,又采用了精練,所以內(nèi)部組織致密,均勻,優(yōu)良,氣體含量少,成品含碳量≤ 0.004%,冷、熱加工性能好。冷加工如車、墩、沖、彎、拉等都無(wú)問(wèn)題,具有良好的加工性能,加工表面質(zhì)量好。
3)勵(lì)磁線圈的漆包圓繞組線的選擇根據(jù)中華人民共和國(guó)**標(biāo)準(zhǔn) GB/T6109.1-2008《漆包圓繞組線 *一部分:一般規(guī)定》和 GB/T6109.2-2008《漆包圓繞組線 *二部分:155 級(jí)聚酯漆包銅圓線》的相關(guān)規(guī)定,并且結(jié)合電磁流量計(jì)的具體使用情況及使用范圍的安全裕度,選擇型號(hào):QZY=XY-2/200,線徑:Φ0.21mm。
型號(hào):QZY+XY-2/150 的含義
系列代號(hào) Q-漆包圓繞組線
漆膜代號(hào) Z-聚酯類漆
Y-聚酰亞胺類漆
非自粘性漆包線 2-二級(jí)漆膜
耐溫溫度 150-攝氏度:150℃
電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈的結(jié)構(gòu)形式如圖 6 所示。
根據(jù)以上不同季節(jié)的數(shù) 10 次試驗(yàn),勵(lì)磁線圈得出相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)如下:
a)從勵(lì)磁線圈的漆包圓繞組線的選擇(如:勵(lì)磁線圈的型號(hào)、線徑等)如上所述。
b)關(guān)于勵(lì)磁線圈的阻值通常情況下的理論值均在常溫下進(jìn)行計(jì)算與確定,但一定要結(jié)合轉(zhuǎn)換器的相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行選擇。
選擇方法:如電磁流量計(jì)所選擇的轉(zhuǎn)換器匹配的阻值為:(X ~ Y)Ω時(shí),則勵(lì)磁線圈的阻值大于或等于1.5X 即可。這樣既能滿足流動(dòng)介質(zhì)溫度低于常溫時(shí),勵(lì)磁線圈阻值必然降低,但不影響轉(zhuǎn)換器的正常工作,同時(shí)亦能滿足介質(zhì)溫度高于常溫時(shí),勵(lì)磁線圈阻值升高,也不影響轉(zhuǎn)換器的正常工作。
c)從結(jié)構(gòu)上講,勵(lì)磁線圈的磁芯必須長(zhǎng)于線圈部件為好。其磁芯長(zhǎng)出部分應(yīng)與采集信號(hào)的電*基本在一個(gè)基準(zhǔn)線上,在現(xiàn)有的磁場(chǎng)強(qiáng)度下增加磁力線*大程度上包裹電*,使之電*采集信號(hào)的*大化,由此增加電磁流量計(jì)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。
4 結(jié)論
本文提出了一種基于插入式電磁型流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,勵(lì)磁線圈經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、磁芯材料的選擇和探頭結(jié)構(gòu)等方面的改進(jìn),提高其在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度等級(jí)和抗干擾能力,充分發(fā)揮電磁流量計(jì)自有優(yōu)勢(shì),對(duì)該產(chǎn)品質(zhì)量的提升具有實(shí)質(zhì)性作用。
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