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電磁流量計(jì)的通用傳感器
關(guān)鍵字：電磁流量計(jì) 日期：2013-1-9 9:40:39
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電磁流量計(jì)的通用傳感器
我們把用于封閉管道充滿流體介質(zhì)測(cè)量的電磁流量傳感器稱為通用傳感器。近年新發(fā)展的電容式電磁流量計(jì)和電磁式水表另外介紹。通用傳感器產(chǎn)品口徑可以從Imrn到3m。如此大范圍不同的口徑，給流量計(jì)結(jié)構(gòu)與性能帶來(lái)了一些差別，其性能差別主要反映在測(cè)量精度方面。表3-6列出現(xiàn)代典型通用傳感器電磁流量計(jì)的測(cè)量情度等級(jí)指標(biāo)。
從表中可以看出，各公稱通徑的測(cè)量精度除了流速大小有差別外，不同通徑也有差別。微小型和大型傳感器的流量計(jì)測(cè)量精度．顯然比中小型傳感器要低一些。流速大小的測(cè)量精度是由儀表靈敏度和噪聲處理能力所決定，造成不同通徑傳感器精度差別的原因在下文進(jìn)行分析。從流體力學(xué)角度考慮，口徑小的微小型傳感器內(nèi)的流體流動(dòng)狀態(tài)可能是紊流，也可能是層流，低流速時(shí)大多數(shù)處于層流狀態(tài)。測(cè)量管直徑小，其內(nèi)壁粗糙度引起速度分布的變化對(duì)測(cè)量的影響相對(duì)要大。從產(chǎn)品制造角度考慮，微小通徑傳感器加工的尺寸難于保證一致，電極回路的裝配精度難丁控制，尤其是零點(diǎn)值也相對(duì)要大一些。零點(diǎn)幅值大的原因是設(shè)計(jì)制造的傳感器每I m/s流速產(chǎn)生同樣的信號(hào)幅度，微小型的磁感應(yīng)強(qiáng)度商，電極引出回路面積相對(duì)變化率要比中小型口徑傳感器大。因此，按電磁感應(yīng)定律，微小型感應(yīng)的正交干擾（同相干擾）會(huì)比中小型通徑傳感器要大…些。其次，微小通徑的電極直徑小，信號(hào)內(nèi)阻高，往往會(huì)引起高的共模干擾。這就要求在應(yīng)用時(shí)，要更好的接地（接流體）。綜合上述影響因素，降低了微小型通徑儀表的測(cè)量精度。
對(duì)于一大型傳感器，盡管設(shè)汁制造的傳感器與中小型具有同樣的每l m/s流速信號(hào)幅度，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度要低一些。但是，大型傳感器的電極引出回路面積比較大，其相對(duì)變化率也可能比較大。因此，正交干擾硬同相干擾也相對(duì)大，也就是零點(diǎn)值相對(duì)比較高。更為重要的足，大口徑傳感器測(cè)量管的渦電流大，鐵損電流也大，信噪比將會(huì)下降，這是使精度降低的重要原因。再者，使用安裝的大口徑傳感器很難滿足儀表前、后的直管段長(zhǎng)度要求。也就是說(shuō)，難以保證傳感器內(nèi)的流速分布的軸對(duì)稱性。總之，和微小型一樣，由于流體測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題，同樣影響了大型傳感器測(cè)量精度的提高。
微小型傳感器的電極結(jié)構(gòu)只能應(yīng)用外插式，其襯里材料也只能用注塑工藝的氟塑料和工業(yè)陶瓷。大型傳感器的流量計(jì)一般都用來(lái)測(cè)量水或污水，介質(zhì)的腐蝕性、溫度、壓力、磨耗性的要求較低。所以，通常其襯里材料采用橡膠或聚氨酯橡膠，電極材質(zhì)一般都采_用含鉬耐酸鋼(如OC17N114M02或316L)材料。
為了適用于不同的T況條件，通用的傳感器在結(jié)構(gòu)上又可分為：
(l)沉浸型
這是符合國(guó)際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)1EC529 - 76和與之等同的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)CB 4208 - 93規(guī)定的外殼防護(hù)等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)中1P67和IP68的要求，請(qǐng)參閱附錄G。沉浸型傳感器一般用于測(cè)量水或污水的大口徑流量計(jì)，這些流量計(jì)的安裝管道通常埋在地下，傳感器經(jīng)常泡在水中。因此，要求傳感器無(wú)論本體、接線裝置以及電纜都應(yīng)該具有優(yōu)良的耐水密封性。要求勵(lì)磁線圈與測(cè)量管的絕緣電阻保持在20Mn以上，勵(lì)磁線圈對(duì)地的絕緣強(qiáng)度也保證能耐1500V以上的擊穿電壓。符合IP68沉浸型的傳感器其勵(lì)磁線圈和接線盒可能使用樹(shù)脂膠封處理，成本及價(jià)格會(huì)有所增加。
(2)衛(wèi)生型
在食品、醫(yī)藥和釀造行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，從衛(wèi)生的角度出發(fā)，其工藝過(guò)程中需要定期地使用高溫蒸氣塒工藝管線和儀表進(jìn)行清洗消毒，并H包括流量計(jì)傳感器在內(nèi)的管線接頭部位不能有殘留的介質(zhì)，以防細(xì)菌繁殖。岡此，國(guó)際酪農(nóng)聯(lián)盟IDF( LntemationDajry Federalion)規(guī)定了食品工業(yè)管道標(biāo)準(zhǔn)的快速接頭形式。生型流量計(jì)傳感器就使用符合規(guī)定的LDF接頭或卡箍型結(jié)構(gòu)的連接接頭。同時(shí)，為了承受經(jīng)常沖洗，防止儀表外殼的銹蝕，般衛(wèi)生型傳感器的外殼是使用不銹鋼材料制造。生產(chǎn)過(guò)程的流量測(cè)量和控制中，大量應(yīng)用能夠解決介質(zhì)腐蝕問(wèn)題的電磁流量計(jì)。但是，這些行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，多有爆炸性氣體和可燃性液體揮發(fā)出來(lái)的蒸氣存在，所以，需要使用防爆型電磁流量計(jì)。如圖3-40所示是一種衛(wèi)生型電磁流量計(jì)。
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