恒磁式電磁流量計(jì)極化控制方法研究現(xiàn)狀
恒磁式電磁流量計(jì)極化控制方法研究現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)外對(duì)恒磁式電磁流量計(jì)的研究比較少，其應(yīng)用范圍也十分有限。已有的恒磁式電磁流量計(jì)于原子能工業(yè)的試驗(yàn)和生產(chǎn)過(guò)程中，用于測(cè)量導(dǎo)電率*、流體內(nèi)阻特小而且?guī)缀醪划a(chǎn)生極化效用的液態(tài)金屬(例如汞，液態(tài)金屬鈉等)的流量，其測(cè)量原理圖如圖1．2所示。但是，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以及信號(hào)處理方法的*，使恒磁式電磁流量計(jì)應(yīng)用到一般的工業(yè)中成為可能。圖1-2液體金屬測(cè)量原理圖
恒磁式電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要問(wèn)題就是金屬測(cè)量電極的極化問(wèn)題。與被測(cè)電解質(zhì)液體接觸的金屬電極會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使正負(fù)離子分別在測(cè)量電極表面上堆積，導(dǎo)致測(cè)量電極兩端產(chǎn)生極化電壓。如果極化電壓過(guò)大，就會(huì)淹沒(méi)反映流量信息的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。為了克服電極極化，目前市場(chǎng)上所應(yīng)用的電磁流量計(jì)大多采用交變勵(lì)磁。在交變勵(lì)磁的電磁流量計(jì)中，通過(guò)不斷變換勵(lì)磁的方向，能夠基本消除測(cè)量電極表面的極化現(xiàn)象。然而，在交變勵(lì)磁的電磁流量計(jì)中，勵(lì)磁功耗在電磁流量計(jì)中的總功耗中占了很大的比重。恒磁式電磁流量計(jì)利用磁鋼(恒磁)勵(lì)磁技術(shù)，勵(lì)磁方式簡(jiǎn)單，且勵(lì)磁部分的功耗為零，從而可以開(kāi)發(fā)出低功耗電磁流量計(jì)，甚至于電池供電的電磁流量計(jì)，這在能源相對(duì)緊缺的今天，是相當(dāng)有競(jìng)爭(zhēng)力的。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)首先必須克服電極表面的極化問(wèn)題，這是非常困難的。從法拉第開(kāi)始至今的一百七十多年的時(shí)間里始終無(wú)法找到一種合適的方法。
恒磁式電磁流量計(jì)的極化控制方法，目前國(guó)內(nèi)外研究人員針對(duì)這一問(wèn)題提出了不少的研究思路并取得了一定的成果。1997年，日本的HATAKE RIICHI申請(qǐng)了電磁流量計(jì)的[13】，其傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1．3的(a)和(b)所示。步進(jìn)電機(jī)(a) (b) 圖1．3永磁體勵(lì)磁的傳感器結(jié)構(gòu)示意圖
為了減小系統(tǒng)的功耗，在測(cè)量管道的外壁放置一塊永磁體(如圖a)，也可用兩塊旋轉(zhuǎn)方向相反的永磁體(如圖b)，該永磁體可在驅(qū)動(dòng)裝置(如步進(jìn)電機(jī)) 的作用下旋轉(zhuǎn)，因而磁場(chǎng)方向是交替變化的。兩個(gè)電極的空間直線連線方向、磁場(chǎng)方向和流速方向三者兩兩垂直，因?yàn)椴粫?huì)在電極表面產(chǎn)生極化現(xiàn)象，流速可以準(zhǔn)確測(cè)量。另外，由于采用非常低功耗的步進(jìn)電機(jī)，整個(gè)電磁流量計(jì)的功耗可大大降低。
該方法的特點(diǎn)在于旋轉(zhuǎn)永磁體，以得到方向交替變化的勵(lì)磁磁場(chǎng)。但是， 從本質(zhì)上講，本的設(shè)計(jì)思想和采用通電線圈的正反勵(lì)磁方式以消除極化的原理相同，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的變化。而且，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)永磁體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電磁流量計(jì)的整體能量消耗很大，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正意義上的低功耗。
浙江大學(xué)提出了一項(xiàng)，利用在電極上施加交流電場(chǎng)激勵(lì)來(lái)抑制極化電壓的方法【141，其思路是在非采樣時(shí)間內(nèi)采用在電極上施加快速變化的交變電場(chǎng)來(lái)抑制傳統(tǒng)直流勵(lì)磁測(cè)量非金屬流體時(shí)嚴(yán)重的極化現(xiàn)象，采樣時(shí)間內(nèi)永磁式勵(lì)磁又避免了交流電磁場(chǎng)的干擾。上海大學(xué)提出了一項(xiàng)，對(duì)測(cè)量電極進(jìn)行等電量動(dòng)態(tài)反饋的方法來(lái)克服磁鋼勵(lì)磁電磁流量計(jì)的電極極化問(wèn)題【15】，并實(shí)現(xiàn)了具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的恒磁式電磁流量計(jì)。目前根據(jù)上海大學(xué)的研究成果， 恒磁式通用電磁流量計(jì)在低流速上的測(cè)量已經(jīng)取得了比較理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步工作將是使磁鋼勵(lì)磁的電磁流量計(jì)技術(shù)走向產(chǎn)品化。擴(kuò)展閱讀：開(kāi)封中儀流量?jī)x表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、V錐流量計(jì)、V型錐流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)、插入式電磁流量計(jì)、智能電磁流量計(jì)、分體式電磁流量計(jì)、一體式電磁流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計(jì)、長(zhǎng)徑噴嘴流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長(zhǎng)徑噴嘴、插入渦街流量計(jì)、智能渦街流量計(jì)，更多信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)開(kāi)封中儀網(wǎng)站：
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