方波磁場的智能電磁流量計的流量測量

  應(yīng)用恒定磁場的優(yōu)點(diǎn)是在測量傳感器中不會出現(xiàn)交變的干擾電壓。另外，時變磁場在管壁處和液體中會引起渦流。在測量導(dǎo)電率不均勻的流體和有交變接地情況發(fā)生時，主要要避免由交流磁場帶來的零點(diǎn)誤差。對于與測量信號耦舍的干擾電壓，采用濾波技術(shù)或與干擾源相位抵消的控制方法進(jìn)行抑制是相當(dāng)容易的。因?yàn)榧冎绷鞔艌鍪茈娀瘜W(xué)直流干擾電壓的影響不可能使流量計在工業(yè)應(yīng)用中正常使用，所以僅能使用直流切換的磁場(方渡磁場，見圖3 7(a))。這種測量方法是近10年研制的成果，經(jīng)過多年應(yīng)用證明，它適用于采用交變磁場達(dá)不到測量精度要求的場合。

  智能電磁流量計其工作原理是：切斷測量傳感器線圈的電流使傳感器的磁場感應(yīng)強(qiáng)度為0，并經(jīng)一段時間的等待，使磁場斷開的過渡過程完仝消失，這時在電極上測得的電壓是電化學(xué)直流下擾電雎U鼬，然后，把這電壓值存放在控制器的存儲器中，當(dāng)測量傳感器線圈通上一定的電流后，在電極上測得電化學(xué)直流干擾電壓是Uoo和有用電壓Us的疊加信號，這里Us，與感應(yīng)強(qiáng)度和流量的乘積成正比，同樣把第2次測量值也存入存儲器；*后，由控制器計算2個測量值之差就得到與流量成正比的有用電壓信號Us(見圖3.7(b)。這里的前提條件是在這2次測量過程中其電化學(xué)干擾電壓保持不變。

(a)方波磁場的感應(yīng)強(qiáng)度（理想情況），

(b)由電扳2個電壓Ue的測量值差得出有用電壓Uu．。

  當(dāng)溫度或被測介質(zhì)的化學(xué)關(guān)系發(fā)生變化時，電化學(xué)干擾電壓不再保持恒定，而是以一定的時間間隅（幾秒到幾分）變化。因?yàn)榧兓瘜W(xué)直流干擾電壓變化的時間遠(yuǎn)大于測量周期的時間，所以在此間隔中這種變化可近似看做與時間呈線性關(guān)系的變化。這樣，在測量時采用簡單的線性插補(bǔ)方法可使電化學(xué)干擾電壓的變化和由此所引起的誤差(見圖3.8)得到抑制。為了達(dá)到此目的，在磁場關(guān)斷時測得第1個值是電化學(xué)直流干擾電壓（A值）；然后接通磁場；當(dāng)磁場感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到*大值之后，測得的第2個值是平均變化的電化學(xué)直流干擾電壓和有用信號疊加值（B值）。當(dāng)磁場再次關(guān)斷時，量測的第3個值是經(jīng)間隔時同后上升的電化學(xué)直流干擾電壓（c值）。2個不同的電化學(xué)直流干擾電壓（A值和c值）的平均值與B值的疊加信號相減便獲得有用的電壓信號值Ub。

圖3.8在電化學(xué)干擾信號變化時采用3次測量和插值方法抑制測量誤差

方波磁場和線性插補(bǔ)智能電磁流量計的優(yōu)點(diǎn)是：

·非常好的零點(diǎn)穩(wěn)定性，特別是在電極受污染和被測介質(zhì)導(dǎo)電率不均勻的場合；

·至今為止交變感應(yīng)流量測量技術(shù)還不能防御由電網(wǎng)通過電感和電容產(chǎn)生的耦合干擾電壓；

·在大標(biāo)稱口徑管道的流量測量時，與同樣情況的變變磁場測量相比，傳感器功耗可降低約20%.