勵(lì)磁系統(tǒng)是電磁流量計(jì)重要的核心部分，因?yàn)榇艌?chǎng)的形式直接決定了液體所感生的流量信號(hào)特征。工作磁場(chǎng)的精度直接決定了電磁流量計(jì)的誤差。當(dāng)勵(lì)磁電源波動(dòng)或者勵(lì)磁繞組由于溫升而使其電阻變大時(shí)，導(dǎo)致磁場(chǎng)大小出現(xiàn)偏差，電磁流量計(jì)的誤差變大。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)勵(lì)磁電流的精確控制已經(jīng)很容易實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，半導(dǎo)體開關(guān)器件的性能不斷提升，新型勵(lì)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(jì)的抗干擾能力、測(cè)量精度都與磁場(chǎng)的形式有很大關(guān)聯(lián)。勵(lì)磁技術(shù)主要有以下幾個(gè)發(fā)展方向。

    電磁流量計(jì)選型時(shí)需要考慮哪些問題

    1、直流勵(lì)磁

    采用直流勵(lì)磁時(shí)，被測(cè)液體流經(jīng)的磁場(chǎng)恒定不變，其優(yōu)點(diǎn)為構(gòu)造簡(jiǎn)單可靠，受交流信號(hào)干擾小。但是，由于電極輸出的流量信號(hào)和電極極化電壓混疊在一起，而且二者均為直流信號(hào)，使得該干擾很難從流量信號(hào)中剝離出來，同時(shí)極化干擾電壓隨著流體介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)和液體溫度的改變而變化。另外，電極上感生電動(dòng)勢(shì)是直流性質(zhì)，導(dǎo)致被測(cè)流體中正負(fù)電荷的定向移動(dòng)，隨著電極附近離子的不斷聚集，最終使傳感器自身內(nèi)阻增大，影響其測(cè)量的準(zhǔn)確性。

    金屬液體中不存在電解質(zhì)液體的極化問題且電導(dǎo)率很高，對(duì)直流勵(lì)磁非常有利。直流勵(lì)磁適用于測(cè)量特殊的液態(tài)金屬。

    2、工頻正弦波勵(lì)磁

    采用工頻正弦勵(lì)磁時(shí)，直接使用50 Hz(或60 Hz)的工頻市電勵(lì)磁[5]，其優(yōu)點(diǎn)是流量信號(hào)為交流性質(zhì)，能夠有效削弱極化的不良作用，降低電極間等效內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的不良影響。交流勵(lì)磁電路非常簡(jiǎn)單，便于提高磁感應(yīng)強(qiáng)度，提高測(cè)量準(zhǔn)確度。

    交流的工作磁場(chǎng)始終在變化，導(dǎo)致其產(chǎn)生嚴(yán)重的正交干擾和同相干擾，此外還存在電磁感應(yīng)渦流效應(yīng)、靜電感應(yīng)、雜散電流等干擾因素，疊加在流量信號(hào)中難以去除。

    3、高頻正弦波勵(lì)磁

    非接觸式的電容式電磁流量計(jì)為降低耦合電容的容抗，增加輸出流量信號(hào)電壓幅值，所以需要將勵(lì)磁頻率提高到幾百赫茲甚至幾千赫茲。被測(cè)液體感生電動(dòng)勢(shì)的頻率和信號(hào)幅值都有所提高，有利于轉(zhuǎn)換器提高信噪比。但是，正弦波勵(lì)磁所固有的微分干擾和同相干擾，仍然對(duì)轉(zhuǎn)換器零點(diǎn)穩(wěn)定性有一定的影響[7]。

    4、矩形波勵(lì)磁

    矩形波勵(lì)磁同時(shí)具備直流勵(lì)磁和交流勵(lì)磁的優(yōu)點(diǎn)，即直流勵(lì)磁無正交干擾和同相干擾，而交流勵(lì)磁的極化干擾小[8]。由于產(chǎn)生正交干擾和同相干擾的根本原因是工作磁場(chǎng)變化過程，如果工作磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換過程足夠快，而且工作磁場(chǎng)保持穩(wěn)定的采樣時(shí)間窗口足夠長(zhǎng)，從而避免正交干擾和同相干擾的不良影響，對(duì)流量信號(hào)進(jìn)行提取分析，以顯著提高轉(zhuǎn)換器的零點(diǎn)穩(wěn)定性。

    矩形波勵(lì)磁又有兩種不同的工作方式，即低頻矩形波勵(lì)磁和高頻矩形波勵(lì)磁。低頻矩形波勵(lì)磁雖然能夠有效地降低各種干擾，但其勵(lì)磁周期較長(zhǎng)，最終降低了傳感器的響應(yīng)速度，該方法只適用于流速變化緩慢的液體。高頻矩形波勵(lì)磁的響應(yīng)速度快，但隨之而來的感應(yīng)干擾問題，導(dǎo)致其精度沒有低頻矩形波勵(lì)磁高。

    5、雙頻勵(lì)磁

    雙頻勵(lì)磁方式是一種高、低頻矩形波調(diào)制波的勵(lì)磁方式，其中低頻勵(lì)磁是為幫助提高信號(hào)放大電路的零點(diǎn)穩(wěn)定性，而高頻勵(lì)磁能降低電極在被測(cè)液體介質(zhì)中所產(chǎn)生的極化電壓，減小流量信號(hào)中的波動(dòng)，同時(shí)還能提高測(cè)量的響應(yīng)速度。但其輸出流量信號(hào)包括兩種頻率特征，后續(xù)處理過于復(fù)雜，進(jìn)而制約了它的發(fā)展和推廣。

    電磁流量計(jì)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中有著的地位，因此電磁流量計(jì)的勵(lì)磁技術(shù)也將伴隨著相關(guān)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(shù)瓶頸和障礙，進(jìn)一步提高電磁流量計(jì)的測(cè)量精度，拓寬測(cè)量范圍。