摘要：電磁流量計(jì)技術(shù)開發(fā)過程

從20世紀(jì)50年代開展起來的交流正弦波工頻勵磁到70~80年代呈現(xiàn)的低頻矩形波勵磁，再到90年代以后的高頻勵磁、雙頻勵磁、可編程控制勵磁等，勵磁方式的不時改良代表著電磁流量計(jì)技術(shù)的不時進(jìn)步。隨著電子學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展，愈加速了電磁流量計(jì)技術(shù)的大開展。當(dāng)前電磁流量計(jì)的技術(shù)開展可歸結(jié)為以下幾個方面。

(1)、電磁流量計(jì)——高準(zhǔn)確度

　　與早期的工頻勵磁相比，低頻矩形波勵磁、雙頻勵磁、可編程控制勵磁等新的勵磁方式電磁流量計(jì)，進(jìn)步了傳感器輸出流量信號的信噪比，降低并穩(wěn)定了儀表的零點(diǎn)。轉(zhuǎn)換器應(yīng)用*的集成運(yùn)算放大器大幅度降低了器件的噪聲。采用數(shù)字的處置辦法，較模仿電路的轉(zhuǎn)換器能使電磁流量計(jì)的丈量準(zhǔn)確度大幅度進(jìn)步。感應(yīng)信號的權(quán)重函數(shù)理論研討，一定水平地改善了管道內(nèi)流速散布非軸對稱性對流量丈量的影響。因而，現(xiàn)代的電磁流量計(jì)有可能到達(dá)±0.5%，以至±0.2%示值誤差的丈量準(zhǔn)確度。

(2) 、電磁流量計(jì)——高牢靠性、多功用化  

　　流量計(jì)零點(diǎn)變化主要是由于處于交變工作磁場的金屬丈量管和導(dǎo)電液體中，即便流體流速為零的狀況下，由于電磁感應(yīng)的作用，仍會產(chǎn)生渦電流，構(gòu)成的二次磁通所惹起的。低頻矩形波勵磁能有效地減少二次磁通的產(chǎn)生，因此零點(diǎn)較穩(wěn)定。矩形波磁場的頻率為工頻頻率的整數(shù)倍，信號采樣時其均勻值為零，可消弭工頻串模干擾影響。調(diào)制的雙頻勵磁、可編程控制勵磁，在丈量固液兩相漿液流量時，能減小電極上產(chǎn)生低頻電化學(xué)噪聲的影響，進(jìn)步了傳感信號的牢靠性。高集成度的電子元器件減少了硬件的毛病率，硬件、軟件的屏蔽技術(shù)等，都是增加轉(zhuǎn)換器牢靠性的有效措施。

　　轉(zhuǎn)換器中應(yīng)用單片計(jì)算機(jī)，能充沛應(yīng)用計(jì)算機(jī)具有信息貯存、分時處置、運(yùn)算和控制才能的優(yōu)點(diǎn)，能比擬容易地完成流量的雙向丈量、全管檢測、多量程自動切換、人機(jī)對話、與上位計(jì)算機(jī)通訊、自診斷等附加功用。新一代具有HART協(xié)議和其他類型現(xiàn)場總線的電磁流量計(jì)，更為用戶完成全新的消費(fèi)控制與科學(xué)管理方式提供了條件。

(3)、 電磁流量計(jì)——小型化

　　權(quán)重散布型磁場的電磁流量傳感器磁場線圈較平均散布磁場勵磁線圈的長度大大地縮短；低頻勵磁信噪比的進(jìn)步，可使磁感應(yīng)強(qiáng)度也大幅度地降低。因此，線圈死心尺寸可以減小，傳感器長度得以縮短。所以，與早期的電磁流量計(jì)相比，當(dāng)前的電磁流量計(jì)可以完成產(chǎn)品的小型化。傳感器和轉(zhuǎn)換器合二為一的一體型構(gòu)造，更能有效地降低流量計(jì)的制形成本。

(4)、電磁流量計(jì)——低能耗

　　早期交流勵磁的電磁流量計(jì)，存在大的渦流損失。為了得到高的丈量準(zhǔn)確度，需求產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)電動勢，這時設(shè)計(jì)的傳感器磁場約為流速Im/s 產(chǎn)生1~2mV的感應(yīng)信號電壓。因而，交流勵磁型的電磁流量計(jì)耗費(fèi)功率常常在數(shù)十瓦到上千瓦。低頻矩形波磁場大局部時間處于直流狀態(tài)，其死心渦電流損失很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度很低。這樣設(shè)計(jì)的傳感器磁場，大約是Im/s 流速能產(chǎn)生0.l~0.2mV的感應(yīng)信號電壓。因而，低頻矩形波勵磁的電磁流量計(jì)與交流勵磁型電磁流量計(jì)比擬，能耗大幅度地降低。往常，普通電磁流量計(jì)的總電耗在 l0~20W 以內(nèi)。勵磁電流在 4mA 以下的兩線制電磁流量計(jì)也已呈現(xiàn)，更有耗費(fèi)功率僅需 2mW，用鋰電池供電可運(yùn)用8年的電磁水表。還有了在無交流電下運(yùn)用的電磁流量計(jì)產(chǎn)品。

(5) 、電磁流量計(jì)——適用范圍的擴(kuò)展

　　現(xiàn)代電子技術(shù)的開展和新型絕緣資料、磁性資料不時地呈現(xiàn)，有條件開發(fā)不同型式的電磁流量計(jì)，來處理丈量介質(zhì)對電極的腐蝕、污染問題，處理電導(dǎo)率低于1μS/m介質(zhì)的丈量，例如電容式電磁流量計(jì)就可替代傳統(tǒng)的機(jī)械式容積流量計(jì)，以丈量純水、制糖脫鹽液和含有油分等低電導(dǎo)率流體的流量。

　　電磁流量計(jì)的品種很多，應(yīng)用面很廣。例如，傳感器與轉(zhuǎn)換器構(gòu)造合二為一的一體型，直流電壓供電與信號輸出共用電纜的兩線制，防爆型、高壓傳感器構(gòu)造型，契合衛(wèi)生請求、用于消毒快速裝置與拆卸的衛(wèi)生型，具有數(shù)字通訊信號輸出功用等，它們在化工、石油、鋼鐵、冶金、食品等工業(yè)自動控制消費(fèi)過程中越來越受歡送。

　　除了潛水電磁流量計(jì)用來丈量河道、暗渠和明渠的流量計(jì)外，非滿管道的電磁流量計(jì)也是近幾年開發(fā)的搶手產(chǎn)品。在今天環(huán)境維護(hù)和節(jié)水日益遭到注重的狀況下，它們在低流速明渠、暗渠的水、污水丈量中發(fā)揮著嚴(yán)重作用。

　　食品工業(yè)、制藥消費(fèi)或罐裝，請求在短時間內(nèi)定量地丈量并發(fā)出控制信號；關(guān)于血液及脈動流量丈量，請求其反響速度快。這些請求需采用高頻或雙頻等勵磁方式來處理。總之，新的運(yùn)用范疇不時地?cái)U(kuò)展，將促使電磁流量計(jì)技術(shù)不時地開展與進(jìn)步。