电磁流量计几种激磁方式的分析

　　化工及其它工程技术中，常用电磁流量计测量管道液体的流量，而激磁方式对仪表准确度、功耗、噪声的影响越来越明显11].对于激磁方式的选择问题，国内外采用的主要为恒定方波激磁12].本文在对各种激磁方式分析比较的基础上，重点研究了方波磁场法，以抑制噪声，提高准确度，并对激磁波形提出了改进方案，以降低功耗.

　　1激磁方式分析

　　电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律来测量导电性液体体积流量的仪表，其感应电动势U与流速V以及流量Q的关系可由下式表示I1]

　　式中:B为磁感应强度大小;Cl，q为转换系数;D为测量管内径;L为磁场中作垂直切割磁力线方向运动的导体长度.

　　由此可知，感应电动势U与流速V或液体体积流量Q是线性关系，而与被测导电介质的密度、粘度、温度、压力等特性无关.这是电磁流量计的一大特点.

　　直流激磁即磁场是用直流或永磁铁所产生的恒定磁场.这种直流磁场变送器的优点是激磁方式简单，且不存在交变磁场变送器所固有的噪声.但是，直流激磁会使通过测量管内的电解质液体出现极化现象，严重影响仪表的准确度.而当测量电导率很高又不能电解的液态金属时，例如常温的汞，高温的钠、秘等，用直流磁场的变送器是有利的[ll.

　　工频交流激磁在早期的电磁流量计中使用较多.它的主要优点是能够消除电极表面的极化作用，而且激磁电路简单.另外，采用交流激磁，输出信号也是交流的，放大和转换低电平的交流信号要比直流信号容易得多.但是，这种方法的幅度稳定性、频率稳定性较差.而且，由于频率高，涡流产生的同相噪声也很大，且微分噪声补偿困难，目前已不多用.此外，采用市电作为激磁电流，易受电网电压和频率波动的影响，所以还要有必要的补偿措施.

　　双频激磁的主要目的是使电磁流量计对流量变化响应快、零点稳定和对流动噪声冈不敏感，其主要原理是利用较低激磁频率的零点稳定特点与较高激磁频率的快速动态响应特点的两者性能互补来改善电磁流量计的动态响应与零点稳定性[3].

　　2恒定方波激磁

　　2.1恒定电压方波激磁

　　这是目前电磁流量计常用激磁方式之一国内外生产的电磁流量计多采用此法.它电路简单，且在稳态时采样，这时微分噪声的影响很小，可忽略不计.选择较低的激磁频率可保持零点稳定性.适当选择休止时间可降低激磁功耗.

　　但它也有自身的缺点.假设电压源是阶跃信号，设计中T，则

　　由式(l)可知u=”Q，而B=K，i(t)，则v=尺Kli(r)Q于稳态时采样，因为T》T，所以U澎KZ。音，则