电磁流量计方案.pdf

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1、电磁流量计：设计考虑和解决方案作者：ColmSlattery和李可当今有哪些工业领域使用流量计？电磁感应技术为什么非常适合液体流量测量？“若不能度量，则无法管理。”这是工业领域的一句口头禅，尤对于液体流量测量，电磁流量计技术有多种优势。它的传感器其适合于流量测量。简单说来，对流量监测的需求越来越多，一般是连接到管道中，其直径与管道直径一致，因而测量时不常常还要求更高速度和精度的监测。有几个领域中，工业流量会干扰或限制介质的流动。由于传感器不是直接浸没在液体测量很重要，比如生活废弃物。随着人们越来越关注环境保护，中，没

2、有活动部件，因此不存在磨损问题。为使我们的世界更干净卫生、污染更少，废弃物的处置和监测电磁方法测量的是体积流量，这意味着测量对流体密度、温度、就变得非常重要。人类消耗着大量的水，随着全球人口增长，压力和粘度等参数的变化不敏感。一旦用水标定电磁流量计，用水量会越来越大。流量计至关重要，既能监测生活废水，也就可以使用它来测量其他类型的导电流体，无需进一步标定。是污水处理厂过程控制系统不可或缺的一部分。这是其他类型流量计所不具备的一个重要优势。流量计还被用于许多工业控制过程，包括化学/制药、食品饮电磁流量计特别适合测量固液

3、两相介质，例如泥浆等带悬浮泥料、纸浆造纸等。此类应用常常需要在有大量固体存在的情况土、固体颗粒、纤维或粘稠物的高导电率介质。它可用于测量下测量流量—大部分流量技术不能轻松胜任这一要求。污水、泥浆、矿浆、纸浆、化学纤维浆及其他介质。这使得它输送计量领域处理两方之间的产品转移和支付，需要高端流量特别适合食品、制药等行业，利用它可测量玉米糖浆、果汁、计。实例之一是通过大型管道系统输送油品。在这种应用中，酒类、药物、血浆及其他许多特殊介质。流量测量精度随时间的变化即便很微小，也可能导致某一方损失或获得重大利益。图1.污水处理

4、厂简图模拟对话50-06，2016年6月analog.com/zh/analogdialogue1电磁流量计的工作原理是什么？传感器输出范围是多少？电磁流量计的工作原理基于法拉第电磁感应定律。根据法拉第传感器提供差分输出。其灵敏度典型值为150μv/(mps)至200μv/定律，当导电流体流经传感器的磁场时，一对电极之间就会产(mps)。由于激励电流的方向不断交替，因而传感器输出信号生与体积流量成正比的电动势，其方向与流向和磁场垂直。电幅度会加倍。对于0.5米/秒至15米/秒的流速测量范围，传感动势幅度可表示为：器输

5、出信号幅度在75μv至4-6mV之间。图3显示了用恒流源激励且有流体流经传感器时的传感器输出信号。在传感器输E=kBDv出引线上捕捉到的示波器图显示，有一个电平非常低的信号位其中，E为感生电势，k为常数，B为磁通密度，D为测量管于较大共模电压上。紫色曲线对应正电极，红色曲线对应负电的内径，v为测量管内的流体在电极截面轴向上的平均速度。极。粉色曲线是将正负电极相减的数学计算通道。低电平信号位于较大共模电压之中。传感器测量的传统方法是什么？传统方法大致上是模拟式—具有高输入阻抗和高输入共模抑制性能的前置放大器用来应对传感

6、器漏电流效应，然后是三阶或四阶模拟带通滤波器和采样保持级，最后是模数转换。典型模拟前端方法如图4所示。传感器输出信号首先经由仪表放大器放大。必须尽量放大目标信号，同时要避免不需要的直流共模电压引起放大器输出饱和。这通常会将第一级仪表放大器的增益限制在最多10倍。带通滤波器级进一步消除直流影响，并再次放大信号，然后进入采样保持电路—正是这个差值信号代表流速—随后送至模数转换器。图2.磁流量计工作原理图3.电磁流量传感器的输出信号图4.传统模拟前端方法2模拟对话50-06，2016年6月影响电磁流量计架构变化的市场趋势有

7、哪些？传统上利用机械或称重技术来确定灌装过程中要添加的正确液体量，或生产工艺中的精确灌装量。这些方式往往非常昂贵，有多种行业趋势在呼唤新架构。其中之一是对数据日益增加的而且难以扩展。为了满足这种需求，流量计（尤其是针对液体需求。对于液体，监测除流量外的其他属性的能力正在变得越的电磁流量计）已成为首选技术。来越有价值。例如，为了确定液体中可能有哪些污染物，或者为了确定液体是否有适合特定应用的正确密度/粘度。增加这新的电磁流量计架构是什么样子？种诊断能力有许多此类要求和好处。利用传统模拟方法是无法过采样方法大大简化了模拟

8、前端设计。模拟带通滤波器和采样轻松获取此类信息的，因为大部分传感器信息会在同步解调阶保持电路不再需要。电路中的前置放大器仅有一级仪表放大器段中丢失。—在我们的例子中是AD8220JFET输入级轨到轨输出仪表放另外，制造工艺持续要求提高生产力和效率。例如在液体投注/大器，它可以直接连接到高速Σ-Δ型转换器。灌装应用中，增加的灌装节点越来越多；制造