電磁流量計(jì)傳感器的研制
發(fā)布時(shí)間：2022-11-21 08:36:14
電磁流量計(jì)傳感器的主要組成部分包括測量管、勵(lì)磁線圈和鐵芯、電極、防干擾機(jī)構(gòu)等。為了使電磁流量傳感器工作穩(wěn)定、可靠，準(zhǔn)確的感應(yīng)流量信號，傳感器必須要能夠輸出與流量成正比的足夠大的電勢信號，且要有足夠大的信噪比，并能在惡劣環(huán)境中穩(wěn)定的工作。
(1)測量管組件本文設(shè)計(jì)的電磁流量計(jì)樣機(jī)測量管為矩形截面測量管道中間的長方體部分，整個(gè)管道采用有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯，英文簡稱PMMA）制成，強(qiáng)度大、易于加工。同時(shí)，由于有機(jī)玻璃為非導(dǎo)磁材料，磁力線可以順利的穿過測量管進(jìn)入被測介質(zhì)，且其不導(dǎo)電防止了電極上的流量信號被短路。
(2)磁路系統(tǒng)磁路系統(tǒng)主要包括勵(lì)磁線圈和鐵芯，用以產(chǎn)生規(guī)定的勵(lì)磁磁場。一般電磁流量計(jì)的磁場都是用電磁鐵產(chǎn)生的，磁場的勵(lì)磁電流由轉(zhuǎn)換器提供。磁路結(jié)構(gòu)的形式主要有變壓器鐵芯式、集中繞組磁軛式和分組繞組磁軛式等。本文設(shè)計(jì)的磁路采用變壓器鐵芯式，這種方式下通過測量管的磁通量較大，在流速相同的情況下能夠獲得較大的感應(yīng)電動(dòng)勢。
在設(shè)計(jì)磁路時(shí)，為了增強(qiáng)磁場的強(qiáng)度使用了鐵磁材料作為勵(lì)磁線圈的鐵芯。研究表明，鐵磁材料的磁導(dǎo)率非常大是非鐵磁材料磁導(dǎo)率的數(shù)千倍，當(dāng)存在鐵磁體時(shí)，磁感線幾乎都被集中在鐵磁體內(nèi)部，漏磁磁通很小。因而，在磁路中加入鐵磁材料極大地增強(qiáng)了流體穿越磁場的強(qiáng)度，增大了兩電極上的感應(yīng)電動(dòng)勢，提高了傳感器的輸出靈敏度。
(3)電極電極是信號檢出的重要媒介，一般需要直接與被測介質(zhì)接觸，特殊情況下為防止電極受到污染，可采用電容檢測型電磁流量計(jì)，將信號電極置于測量管襯里外，電極材料應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的特性進(jìn)行選擇，但不能是導(dǎo)磁的導(dǎo)電材料。本文選用不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）材料制作了傳感器電極，能夠應(yīng)用于弱腐蝕性酸堿鹽液體的測量，且價(jià)格低，符合設(shè)計(jì)要求。
如圖2.11所示，為本文設(shè)計(jì)的電磁流量計(jì)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。它由矽鋼片疊成的鐵芯和勵(lì)磁線圈組成磁路系統(tǒng)，當(dāng)施加勵(lì)磁電流后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)均勻的磁場，從而保證了能夠在電極上獲得相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢。
