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電磁流量計電容變送型傳感器
關鍵字：電磁流量計 日期：2013-1-16 9:05:42
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電磁流量計電容變送型傳感器
把弧形電極緊貼襯里的外壁，使被測流體與電極不接觸，這樣能從根本上解決電極的腐蝕、污染、泄漏以及產生漿狀流體噪聲的問題。電容變送傳感器的流量信號是通過電極與被測流體間形成的電容耦合傳輸到轉換器，如圖3 - 48所示的這種結構就是電容式電磁流量計的基本結構。所以，電容式電磁流量計也稱無電極電磁流量計 為了增大耦合電容的容量，減少流量信號在容抗上的損失，通常采用大面積電極或多電極結構，并滿足式(3 - 16)的要求，提高轉換器的輸入電阻R到lOizfl以上。 尺In≥2(3-16)
式中，_一勵磁頻率，Hzc-電極與被測流體間形 成的電容．Fe轉換器的高輸入電阻帶來了
電容電磁流量計能夠測量低電導率液體的優點。譬如，能測量電導率可能在10-5S／m以下，如經脫去離子凈化水處理的純水。襯里厚度、襯里材質的介電常數和電極面積決定了電容式電磁流量傳感器耦臺電容的容量。根據實際傳感器結構，一般耦臺電容的容量大約在幾個至幾十個pF范圍。這樣微小電容如果發生變動，將形成大的輸出噪聲影響測量。為此，要求作為電容電介質的襯里材料應具有絕緣強度高、介質損耗系散小、溫度系數小、剛性好等技術性能指標。新型的襯里材料PFA氟塑料和高純鋁工業陶瓷能夠滿足這些要求。為了降低信號傳輸容抗，電容式電磁流量計使用的勵磁頻率比較高，一般在160Hz左右。因而由此帶來適合于測量漿液的優點，在對高濃度的漿液測量時表現出良好的穩定性。但是，高頻勵磁同時也給儀表的零點穩定帶來不利影響。
當然，受被測電導率和傳輸電容的影響，電容式傳感器的信號內阻比較高，要求轉換器的輸入電阻非常高。因此，極容易引進內部的、外部的各種干擾信號。所以，降低輸出信號的內阻和解決干擾問題是電容變送型電磁流量計的關鍵之一。
下一節將講到，勵磁線圈與電極間存在分布電容和絕緣電阻勵磁電壓通過勵磁線圈與電極間的分布電容、絕緣電阻與信號內阻構成分壓回路，在電極上會形成相當大的共模干擾電壓。因此，要求電容變送型轉換器的共模抑制比在CMRR≥120dB以上。采用高性能運算放大器和電源浮動等措施來提高轉換器的共摸抑制比，是解決電容電磁流量計的共模干擾電壓的有效方法。把前置放大器放在傳感器內，如采用貼片元件制成薄印刷電路板緊貼電極，并采用圖3 - 49的自舉阻抗轉換和靜電屏蔽措施，能有效地抑制傳感器大的共模干擾輸出。
應用電容型電磁流量計，要注意信號基準接地問題。因為電容變送傳感器進入轉換器的流量信號同樣是差動形式，流量信號的基準點也同樣是被測液l奉。所以，希望用電容電極電磁流量計解決強腐蝕性介質測量，仍然要注意到流量計裝有接地環，或在測量管道上設置接地電極，并且必須注意接地環或接地電極的金屬材質耐腐蝕性能。
電容型電磁流量計較有利于測量低電導率流體，但必須注意到低電導率測量中存在一種特有的流體“流動噪聲”，這種噪聲將引起儀表的輸出擺動。下節要講到這種噪聲與流速呈指數關系。因此，使用電容型電磁流量計測量低電導率流體時流速應選擇在2m/s以下。
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