電（diàn）磁流量計：設計考慮和解決方案

    哪些工業領（lǐng）域（yù）使用流量（liàng）計（jì）?
    “如（rú）果你不能衡量，你就無法管理。這是工業領域的口頭禪，尤（yóu）其適用於流（liú）量測量。簡單地說，對流量監測的需求（qiú）不斷增加，往往要求更高的速度（dù）和精度的監測。工業流（liú）量測量在一些領域很重要，例如家（jiā）庭垃圾。隨著（zhe）人們越（yuè）來越重（chóng）視環境保護，為了使我們的世界更清潔，汙染更少，廢物的（de）處理和監測變得非常重要。人類消耗大量的水，隨著全球人口的增長（zhǎng），它（tā）將（jiāng）增長得更多。流量計對於監測（cè）生活汙水和（hé）作為汙水處理廠過程控製係統的組成部分（fèn）至關重要（yào）。流量計（jì）也用（yòng）於許多工業控製過程，包括（kuò）化學/製藥，食品和飲料（liào），紙漿和造紙等。此類應用通常需要在存在大量固體的情況下進行流量測量，這是大多數流動技術難以滿足的要求。

    運輸計量領域（yù）處理（lǐ）雙（shuāng）方之間的產品轉移和支（zhī）付，需（xū）要高端流量計（jì）。一個例（lì）子是通過大型管（guǎn）道係統（tǒng）運輸石油產品。在這種應（yīng）用中，即使流量測量精度隨時（shí）間的變化很小，也可能導致一方損失或顯著收益。

    電磁流量計（jì）
    為（wéi）什（shí）麽電磁（cí）感應是液體流量測量的（de）理想選擇（zé）?
    對（duì）於液體流量的測量（liàng），電磁（cí）流量計技術具有幾個（gè）優點。它的傳感器一般連接在管道上，其直徑與管（guǎn）道的直徑一致，因此測量時不會幹擾或限製介（jiè）質的流動。由於（yú）傳感器沒（méi）有直（zhí）接浸入液體中，也沒（méi）有運動部件，所以不存在磨損問題。

    電磁法測量的是體積（jī）流量，這意味著測量對流體密（mì）度、溫度、壓力和粘度等參數（shù）的變化不敏感。一旦電磁流量計用水校準，它就（jiù）可以（yǐ）用於測量其他類型的導電流體，而無需進一步校（xiào）準。這是其他類型流量計所不具備（bèi）的重要優勢。

    電磁流量計特別適用於固液兩相介（jiè）質的測量，如泥漿和其他具有懸浮泥漿、固體顆粒、纖維或粘稠物的高導電性介質。可（kě）用於測量（liàng）汙水、泥漿、紙漿、紙（zhǐ）漿、化纖紙漿等介質。這使得它（tā）特別適用於食品、製藥等行業，可用於測量玉米糖漿、果汁、酒精、藥物、血漿和許多（duō）其他特殊介質。

    傳感器的輸出範圍是多少?
    傳感器提供差分輸出。典型靈敏度範圍為（wéi）150 μv/(mps) ~ 200 μv/(mps)。由於勵磁電流的方向是不斷交（jiāo）變（biàn）的，傳感器（qì）的輸出信號幅（fú）度將加倍。流量測量範圍為0.5 m/s ~ 15 m/s，傳感器輸出信號幅度範圍為75 μv ~ 4 ~ 6 mV。圖3顯示了由恒流源通電且（qiě）流體流經傳感器時的傳感器輸出信號。在傳（chuán）感器輸出（chū）引線上捕獲的示波器顯示，在大（dà）共模電（diàn）壓下有一個非常低的信號位。紫色曲線（xiàn）對應的是正極，紅色曲線對應（yīng）的是負極。粉色曲線是一個數學通道，用來減去正負極（jí）。低電平信（xìn）號位於較大（dà）的共模電壓中。

    傳統的（de）傳感器測量方法是什麽?
    傳（chuán）統（tǒng）的方法主要是模擬-使用具（jù）有高輸（shū）入阻抗和（hé）高輸入共模抑製的前置放（fàng）大器（qì）來（lái）處理傳感器漏電流效應（yīng），然（rán）後是三階或四階模擬帶通濾波器和采樣保持級，最後是模數轉換。規範的模擬前端方法如（rú）圖4所示。傳感器輸出信號首先由儀器放大器放大。目標信號必須盡可能地放大，同（tóng）時避免不必要的直流共模電（diàn）壓使放大器輸出飽和。這通常（cháng）將第一級儀表放大器的增益限製為zui大10倍。帶通濾（lǜ）波器級進一步消除了直流效應，並在進入采樣保持電路之前再次（cì）放大信號（hào）——正是這種差分信號代表了流量——然後被發送到模數轉換器。