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電磁流量計(jì)的直流干擾
關(guān)鍵字：電磁流量計(jì) 日期：2013-1-18 15:44:47
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電磁流量計(jì)的直流干擾
傳感器電極信號(hào)中的直流噪聲是來自測(cè)量電解質(zhì)的電化學(xué)現(xiàn)象。金屬材料的電攝和接液部件（接地環(huán)、接地電極或金屬管道）與電解質(zhì)液體相接觸，電解質(zhì)液體中的離子將向它們定向移動(dòng)，從而在電極、接液部件與流體介質(zhì)間會(huì)形成一定的電位，這就是我們平常所說的極化現(xiàn)象。如果兩電極對(duì)接液部件的電位相等、方向相同，兩電極之間的電位差等于零。當(dāng)兩個(gè)電極材質(zhì)或表面狀態(tài)有差異時(shí)，兩電極之間的電位差就表現(xiàn)出來。或者，接液部件與液體間出現(xiàn)波動(dòng)大的極化電壓時(shí)．極化電壓的波動(dòng)也會(huì)在電極間反映出來。這個(gè)現(xiàn)象可以用一個(gè)小實(shí)驗(yàn)觀察。當(dāng)用高靈敏度的毫伏電壓表（數(shù)字式萬用表的電壓檔）的試筆插入一杯水中，電壓表能讀出電壓值。這是因?yàn)殡妷罕碓嚬P的材質(zhì)有差異，試筆上形成的極化電位不同，因而出現(xiàn)了電位差。
電磁流量計(jì)電極與接地環(huán)（或金屬管道、接地電極）材質(zhì)不同．使得它們與電解質(zhì)液體之間形成的極化電壓大小和極性也不同。圖3 - 69所示，極化作用形成的傳感器測(cè)量電極、金屬管道（或者接地環(huán)、接地電極）對(duì)流體（視為零歐姆的電阻）的電壓分別為ei．e2和可以看出e，是共模電壓狀態(tài)，它們分別與差動(dòng)的流量信號(hào)疊加，將共模干擾轉(zhuǎn)換為串模狀態(tài)進(jìn)入轉(zhuǎn)換器的差動(dòng)放大器。過大的串橫極化電壓（例如下文分析的情況可能高達(dá)敷百毫伏）直接進(jìn)入差動(dòng)放大器往往把放大器阻塞，流量信號(hào)不能放大。即使能放大，由于疊加的共模電壓是漂移變動(dòng)的，所以流量信號(hào)的輸出擺動(dòng)也很大。這樣看來，降低極化電壓的產(chǎn)生非常重要。倒如，后面的例子中，用鉭電極或鉑金電極在測(cè)量水流量時(shí)，以碳鋼管道為接液部件，輸出擺動(dòng)很大。因此，即使電極應(yīng)用很好的耐腐蝕金屬材料，未注意到接液部件材質(zhì)的極化電位，同樣也會(huì)發(fā)生大的輸出擺動(dòng)。下面我們考察金屬在電解質(zhì)溶液中的電化學(xué)現(xiàn)象，來認(rèn)識(shí)極化電壓的發(fā)生。
任何金屬浸入一種電解質(zhì)溶液時(shí)，其帶電的正離子趨向于溶解而金屬本身則保持負(fù)電荷，這就形成了一定電位的電極。這種電極在介質(zhì)中形成一個(gè)電位差，同時(shí)產(chǎn)生電流，使電磁流量計(jì)電極繼續(xù)溶解，即繼續(xù)腐蝕．這就是電化學(xué)的過程。形成的電極的電位可用能斯特方程表示[9，：
式中 n______該金屬的化合價(jià)；
T-_____絕對(duì)溫度，K；
R-_____理想氣體的摩爾常數(shù)：8 .31J/mol-K
F-_____法拉第常數(shù)；
c______金屬離子濃度的常數(shù)；
c______溶液中金屬離子的活度
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