電磁流量傳感器

電磁流量傳感器主要由測量管組件、磁路系統、電極和干擾調整機構等部分組成。為了使傳感器穩定可靠地工作，準確地感受流量信號，傳感器應滿足如下要求，可能提供一個足夠大的且與流量成正比的電勢信號；把干擾信號抑制到最低程度，使信噪比足夠大；能適應惡劣環境條件，工作可靠。

①測量管組件。測量管位于傳感器中心，兩端帶有連接法蘭或其他形式的連接裝置，被測流體通過測量管。為了讓磁力線能順利地穿過測量管進入被測介質，測量管必須由非導磁材料制成；為了減小電渦流，測量管一般應選用高阻抗材料，在滿足強度要求的前提下，管壁應盡量薄；另外，為了防止電極上的流量信號被金屬管壁短路，所以在測量管內側應有完整的絕緣襯里。襯里材料應根據被測介質選擇有耐腐蝕、耐磨損、耐高溫等性能的材料，如聚四氟乙烯和耐酸橡膠等。

②磁路系統。磁路系統主要包括勵磁繞組和鐵芯，用以產生勵磁方式所規定波形的磁場。一般工業用電磁流量計的磁場大都用電磁鐵產生，磁場電源由轉換器提供。產生磁場的勵磁繞組和鐵芯、磁軛的結構形式根據測量管口徑的不同，一般有以下三種常用結構形式。

a.變壓器鐵芯式。測量管口徑小于10mm的傳感器一般采用這種結構。這種結構通過測量管的磁通較大，在同樣流速下可得到較大的感應電勢。當口徑較大時，由于兩電極間的距離較大，空間間隙也較大，漏磁磁通將明顯增加，電干擾較嚴重，使儀表工作不夠穩定。而且大口徑管道采用變壓器鐵芯時，傳感器體積和質量將大大增加，制造和維護有一定困難。

b.集中繞組式。集中繞組式一般用于口徑在10～100mm的電磁流量傳感器。這種方式的勵磁繞組被制成兩只無骨架的馬鞍形線圈，分別安裝在測量管的上下兩側，外圍加一層用0.3～0.4mm厚的硅鋼片制成的磁軛。為了保證磁場均勻，在勵磁繞組中間加一對極靴。

c.分段繞組式。當傳感器口徑大于100mm時，一般采用分段繞組式。馬鞍形的勵磁線圈按余弦分布規律繞制，靠近電極部分的線圈繞得密一些，遠離電極部分的線圈繞得稀一些，以得到均勻磁場。線圈外加一層磁軛，但無需極靴。按此分段繞制的鞍形勵磁線圈放在測量管上下兩側，使磁感應強度與管道截面平行，以保證測量精度。

③電極。傳感器的電極安裝在與磁場垂直的測量管兩側管壁上，它的作用是將被測介質切割磁力線所產生的電勢信號引出，電極一般需直接與被測介質接觸。特殊情況下，為避免電極污染，可采用電容檢測型電磁流量計，將電極置于測量管襯里外，不與流體介質直接接觸，所以有時也稱其為無電極電磁流量計。

無電極電磁流量計可用來測量電導率很低的液體、漿液、渣液和泥漿等流量。其電容電極處于測量管襯里背后，不與被測流體接觸。每個電極板與其相對的測量管內壁形成一個電容，在該內壁上存在信號電位，流量計襯里材料正好是兩個電容器極板間電介質。與流量成正比的測量信號被送到與此兩個電容器相連的前置放大器進行放大處理，輸出流量值。

電極材料按被測介質的腐蝕性而決定，但必須是非磁性導電材料。比較常用的是耐酸不銹鋼材料（1Cr18Ni9Ti）、含鉬不銹鋼（1Cr18Ni12Mo2Ti），用于一般工業用水、廢水污水和弱腐蝕性酸堿鹽溶液。

④干擾調整機構。對于正弦波勵磁的電磁流量計，傳感器應有干擾調整機構。它實際上是一個“變壓器調零”裝置，可以抑制因“變壓器效應”而產生的正交干擾。

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