ADMAG电磁流量计在水煤浆测量中的应用

    在化工生产过程中,参与生产过程的各种物料必须以一定的量或比例投入,才不会造成资源和能源的浪费或者发生危险,各个工序的物料传递及进出工厂或单位的产品及半成品需要进行计量,因此,流量测量是生产过程控制和工业计量中的一个极为重要的方面。流量测量方法有很多种,但在测量象浆类等含有颗粒的特殊介质,而且要求压力损失尽量小的化工生产过程中,可选用的高精度测量仪表就寥寥可数了。只要所测介质具有一定的电导率(电导率值不小于20μs/cm),采用电磁流量计就是一种值得考虑的选型方案。

    1　ADMAG电磁流量计的工作原理

    电磁流量计由电磁流量变送器(主要包括测量导管、电极、励磁线圈等部分)和信号转换器组成。前者是将介质流量的变化转换成感应电势的变化,起传感器的作用;后者是将微弱的感应电势(正常情况下为几毫伏到几十毫伏,流量小时,变送器的测量信号输出电压只有几十微伏)放大并转换成标准信号(4~20 mA DC或1~5 V DC或脉冲)输出,起到信号转换调整的作用。

    1·1　电磁流量计变送器的工作原理

    变送器的工作原理依据电磁感应定律,当一个导体在磁场中运动时,如果导体的运动方向与磁场方向相互垂直,那么在导体上就会产生一个与导体的运动方向及磁场方向都垂直的感应电势(Ex),该感应电势的大小与导体的运动速度(v)及磁感应强度(B)成正比,方向符合右手定则。同理,在磁场中作切割磁力线运动的导电液体也会产生同样的感应电势,只要具备以下条件:

    1)测量导管是非磁性材料,导管内壁是电绝缘性的绝缘衬。

    2)介质的流速对导管轴线是轴对称的,介质的电气性质是均匀的,并且是非磁性的。

    3)在导管轴线方向上,在至少2·5倍的管道直径的范围内,磁场是均匀的。

    4)介质的流动方向,磁场方向,引出感应电势的电极所在平面,三者相互垂直。

    1·2　ADMAG的双频励磁原理

    在ADMAG电磁流量计变送器中采用双频励磁,在电磁流量计导管内形成一个具有高频和低频两重成分的双频电磁场,高频成分励磁抗介质噪音,低频成分励磁具有极佳的零点稳定性。每一个频率周期均对两种成分的信号进行检测,将检测到的信号进行合成运算,即得到流量信号。

    励磁波形:励磁波形是一个低频方波上叠加一个比商用频率高的高频波,见图1所示。

    1·3　ADMAG电磁流量计的测量原理

    具有由高低两种频率成分合成波形的励磁电压,通过励磁线圈作用于具有一定电导率的工艺流体介质时,在导管的介质中有感应电势生成。在该感应电势中,低频成分通过时间常数较大的积分电路,得到一个平滑的流速信号,这个信号就是具有高度零点稳定性的平均流速信号;另一方面,由于当导电性低的介质通过导管时,由于存在浆类介质的噪音和流动噪音,产生的感应电势中必然存在低频成分,这些低频成分由不受低频噪音影响的高频励磁成分进行检测,通过具有和积分电路相同时间常数的微分电路而得到流速信号的变化成分。因此,将由双频励磁电路而得到的双频成分信号进行加运算形成的合成信号,不受噪音影响,零点稳定性高,响应速度快。这样的信号能够反应介质流量的真实工况,其测量原理见图2所示。