一种改良的矩形波励磁式电磁流量计

　　1　原来状况

　　1·1　类型

　　交流励磁式电磁流量计问世,堪称第一代电磁流量计。其本质性的特色是,既无管内障碍物又无压力损耗,可测流量范围宽,输出与流量成比例。因而,使之一时间在工业计量领域得到广泛应用。

　　随后,矩形波励磁式电磁流量计登场,公称第二代电磁流量计。与前者相比,显著提高了零点稳定性,从而在一定程度上解除了励磁式电磁流量计的输出不稳定之忧。

　　最近,电磁流量计又引进电子零部件高密实装技术,配置微处理器,使之在小型化、轻量化、多功能化等方面取得不同程度的进展,各种实用化的新型产品不久便可望问世。

　　1·2　原理

　　电磁流量计是一种应用法拉第(Faraday)电磁感应定律的流量计。按照弗来明(Fleming)右手定则,电动势发生在液体流动方向与磁场方向成直角的方向。电磁流量计利用设置在测量管内的一对或二对电极来检测所发生的电动势,经运算、放大,变换成电流信号(4~20mA)或脉冲并输出。流量和电动势的关系可用下式表示:

　　E=D·-v·B (1)

　　式中: E为电动势, V;D为管内径, m;v为平均流速, m/s;B为磁通密度, T。

　　1·3　构成

　　原来的电磁流量计由电磁流量计本体和信号处理装置二部分构成。其中,本体部分由设置在被测管外侧的一对励磁线圈产生磁场,其方向与导电性流体的流动方向成正交,并通过一对电极检测出在磁场作用下导电性流体感生的电动势。信号处理装置是通过放大器将电极测得的电动势(流量信号)加以放大,然后再经过适当的信号处理,就可获得与导电性流体的流量成正比的信号。

　　1·4　问题

　　就原来的这类电磁流量计而言,因受到外部噪声的影响,难以高精度测量由电磁流量计本体输出的微小信号。虽然可将信号处理装置尽量靠近电磁流量计本体设置,即采用所谓的信号线缩短法,但只不过是在一定程度上减少一点噪声而已。

　　问题是噪声的因素很多,有流体电荷产生的、励磁电路产生的、信号处理装置中的元件产生的,此外还有安装场所别的装备产生的,等等。在许多场合外部噪声往往是影响电磁流量计测量精度的主要因素。而且,从电磁流量计的结构上来看,由电磁流量计本体的一对电极所获得的流量信号属于电压类信号,尽管导电性流体的电导率不低,但由于输出阻抗高,必然会受到外部噪声的影响。

　　由此可见,外部噪声对电磁流量计的影响问题非同一般,着力寻求解决噪声影响问题的有效方法,刻不容缓。

　　2　革新改进