電磁流量計勵磁系統(tǒng)
電磁流量計勵磁系統(tǒng)
勵磁系統(tǒng)產(chǎn)生傳感器所需要的工作磁場，它直接決定了感應電動勢的產(chǎn)生， 同時決定了整個系統(tǒng)的測量精度[16--18l。勵磁系統(tǒng)由兩部分組成：勵磁線圈和勵磁電路。勵磁線圈的作用是產(chǎn)生工作磁場，兩個勵磁線圈分別安裝在測量管道的上下， 當通上勵磁電流后，即可產(chǎn)生磁場。勵磁電路的作用是產(chǎn)生勵磁線圈的工作電流。勵磁電流一般有直流勵磁、工頻正弦波勵磁、低頻矩形波勵磁、三值低頻矩形波勵磁、雙頻矩形波勵磁等。
l、直流勵磁
出現(xiàn)，在1951年由荷蘭科學家研制成功。直流勵磁使用永磁體或給勵磁線圈施加直流電來產(chǎn)生固定的磁場。因為它的這些特性，產(chǎn)生了以下問題：感應電動勢在兩電極表面形成固定正負極，持續(xù)作用與被測液體，使其電解，在電極表面產(chǎn)生極化現(xiàn)象，這樣會使流量信號的感應電動勢變小，信號源內(nèi)阻變大；同時，直流勵磁在電極間所產(chǎn)生的不均衡的電化學干擾電勢疊加在流量信號中，影響測量精度，而且隨著時間、被測液體特性以及流體流動狀態(tài)等變化而變化；再次，直流勵磁存在著零點漂移等問題很難解決。它的上述這些問題決定了直流勵磁目前主要應用在液態(tài)金屬測量。圖2．3直流勵磁
2、工頻正弦波勵磁
工頻正弦波勵磁的真正實現(xiàn)始于上世紀50年代，它的出現(xiàn)促進了電磁流量計的廣泛應用。它利用工頻50Hz正弦波電源給勵磁線圈供電，勵磁波形如下圖2．4。工頻正弦波基本可以消除電極的極化現(xiàn)象，降低電極電化學現(xiàn)象和傳感器內(nèi)阻； 另外，得到的流量信號也是工頻正弦波信號，便于信號處理。然而，它也存在很多缺點：首先是工頻干擾問題，同時存在電源電壓幅值和頻率波動干擾。圖2．4工頻正弦波勵磁
3、低頻矩形波勵磁
低頻矩形波同時具有直流勵磁和工頻正弦波勵磁的特點，由A．B．Denison、M．P．Spencer和H．D．Green在1955年提出。該技術不但繼承了直流勵磁不產(chǎn)生渦流效應、正交干擾和同相干擾的優(yōu)點，而且具有工頻正弦波勵磁基本不產(chǎn)生極化效應，便于放大信號處理的優(yōu)點，同時避免了直流放大器零點漂移、噪聲、穩(wěn)定性等問題，得到了廣泛的應用。圖2．5a單極性低頻矩形波勵磁圖2．5b雙極性低頻矩形波勵磁
4、三值低頻矩形波勵磁
1983年，三值低頻矩形波勵磁技術被成功研制出來，它采用工頻頻率的八分之一為周期，勵磁電流按正一零一負一零一正變化，波形如圖。它的特點是零點自校準，具有更好的零點穩(wěn)定性。不過由于勵磁電流積分干擾的影響，該技術在測量含有顆粒的液體(比如泥漿、紙漿、礦漿等)時表現(xiàn)不足。圖2．6三值低頻矩形波勵磁
5、雙頻矩形波勵磁技術
為了解決智能電磁流量計三值低頻矩形波勵磁不能同時消除低頻尖峰噪聲、液體流動噪聲和零點穩(wěn)定的矛盾，1988年日本橫河電機株式會社提出雙頻勵磁技術來解決含有顆粒的液體(泥漿、紙漿、礦漿等)的測量。不過由于其轉(zhuǎn)換器復雜、成本增加、功耗大，所以并沒有得到廣泛應用。圖2．7 雙頻矩形波勵磁
綜合分析上面各種勵磁方式后，可以發(fā)現(xiàn)正弦波勵磁存在工頻干擾和正交干擾，經(jīng)常淹沒流量信號；低頻矩形波雖解決了這些問題，但存在微分干擾，同時有渦電流的影響；雙頻矩形波勵磁又太過復雜；三值低頻矩形波改善了微分干擾， 只是不能應用在某些領域。基于以上情況，我們這里采用的是三值低頻矩形波勵磁技術，采用MCU控制產(chǎn)生所需要的勵磁電流，這樣還可以通過編程隨時改變勵磁方式，增加了系統(tǒng)的靈活性。勵磁電路如下圖2．8。圖2．8勵磁電路不意圖
從上圖可以看出該電路主要由恒流源、電子開關、勵磁線圈等電路組成，恒流源是該電路的核心，它的穩(wěn)定性關系到測量的精度。四個電子開關受MCU控制， 兩個一組交替打開。K1、K4打開時(K3、K2斷開)勵磁電流從K1向左流過勵磁線圈；K2、K3打開時(K1、K4斷開)勵磁電流從K3向右流過勵磁線圈。開關K1、K4和K2、K3分別受勵磁控制脈沖negative和positive的控制，這樣MCU 通過對negative和positive的控制就能產(chǎn)生需要的工作磁場。--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網(wǎng)站：
