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电磁流量计传感器的研制
发布时间:2022-11-21 08:36:14
  电磁流量计传感器的主要组成部分包括测量管、励磁线圈和铁芯、电极、防干扰机构等。为了使电磁流量传感器工作稳定、可靠,准确的感应流量信号,传感器必须要能够输出与流量成正比的足够大的电势信号,且要有足够大的信噪比,并能在恶劣环境中稳定的工作。
(1)测量管组件本文设计的电磁流量计样机测量管为矩形截面测量管道中间的长方体部分,整个管道采用有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,英文简称PMMA)制成,强度大、易于加工。同时,由于有机玻璃为非导磁材料,磁力线可以顺利的穿过测量管进入被测介质,且其不导电防止了电极上的流量信号被短路。
(2)磁路系统磁路系统主要包括励磁线圈和铁芯,用以产生规定的励磁磁场。一般电磁流量计的磁场都是用电磁铁产生的,磁场的励磁电流由转换器提供。磁路结构的形式主要有变压器铁芯式、集中绕组磁轭式和分组绕组磁轭式等。本文设计的磁路采用变压器铁芯式,这种方式下通过测量管的磁通量较大,在流速相同的情况下能够获得较大的感应电动势。
  在设计磁路时,为了增强磁场的强度使用了铁磁材料作为励磁线圈的铁芯。研究表明,铁磁材料的磁导率非常大是非铁磁材料磁导率的数千倍,当存在铁磁体时,磁感线几乎都被集中在铁磁体内部,漏磁磁通很小。因而,在磁路中加入铁磁材料极大地增强了流体穿越磁场的强度,增大了两电极上的感应电动势,提高了传感器的输出灵敏度。
(3)电极电极是信号检出的重要媒介,一般需要直接与被测介质接触,特殊情况下为防止电极受到污染,可采用电容检测型电磁流量计,将信号电极置于测量管衬里外,电极材料应根据被测介质的特性进行选择,但不能是导磁的导电材料。本文选用不锈钢(1Cr18Ni9Ti)材料制作了传感器电极,能够应用于弱腐蚀性酸碱盐液体的测量,且价格低,符合设计要求。
  如图2.11所示,为本文设计的
电磁流量计传感器结构示意图。它由矽钢片叠成的铁芯和励磁线圈组成磁路系统,当施加励磁电流后,会产生一个均匀的磁场,从而保证了能够在电极上获得相应的感应电动势。
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