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電磁流量計傳感器的結構及磁路系統
關鍵字：電磁流量計,流量計 日期：2012-9-7 9:51:27
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一、傳感器結構
電磁流量計傳感器的基本結構組成如圖1所示。
圖1 傳感器結構
二、磁路系統
傳感器的磁路系統由勵磁線圈、鐵心、極靴等零部件組成。
因為電磁流量計傳感器的長度有限，有限長磁場的邊沿將引起金屬測量管和導電流體內產生不可忽
視的渦電流。測量管末端的渦電流，將抵消部分主磁通，減弱工作磁場，減小流量信號。因
此式(2.1)中，加入一個系數k，用來表示實際上兩電極間感應的信號電壓與理想的（即
在無限長均勻磁場情況下）感應信號電壓的比值。在一些資料中，k被稱作靈敏度系數。k
值總是小于1的數。參考文獻中指出，均勻磁場情況下，欲使k值接近于1，磁場
的長度應為測量管直徑的2. 5～3倍以上。均勻磁場的線圈形狀一般為長方形的鞍狀線圈，
或采用余弦分布形式的鞍狀線圈。按權重分布的磁場的長度大約為測量管直徑的0.6
倍。 按權重分布的勵磁線圈形狀有矩形、菱形、圓形等。由于電磁流量計傳感器的磁感應
強度較低，氣隙的長度較長，通常磁場的鐵心使用在導磁材料磁化曲線下端。所以，一般鐵
心使用硅鋼或低碳鋼材料制作。考慮到交流勵磁產生的渦電流損失大，所用鐵心、磁軛的零件
應是片狀鐵磁材料疊層組成。對于低頻矩形波勵磁，鐵心、磁軛也可以采用低碳鋼板材加工而成。
圖2 勵磁系統矢量圖
對于交流正弦波勵磁，如圖2所示，通常希望線圈的直流電阻越小越好。這是因為線圈的電阻
r越小，銅電阻損失就越低，流量信號與磁場的相位移α也越小。而低頻矩形波勵磁，如圖3所示，
要從兩方面考慮勵磁線圈電阻值：電阻過大，線圈兩端電壓降過高，會影響轉換器勵磁恒流源電路的
精確度；電阻過小，有可能增大勵磁矩形波電流的上升時間和下降時間，產生大的微分干擾，影響同
步采樣的精確度，增大恒流源功率管的功耗。經驗表明，電磁流量計傳感器對于低頻矩形波勵磁方式，勵磁
線圈的電阻值在10～150Q范圍較為理想。通過選擇合適的導線直徑，可滿足上述電阻值的要求。
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圖3 矩彤波勵磁波形圖 |
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