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电磁流量计的激励频率

   日期:2020-01-05     浏览:66    评论:0    
核心提示:电磁流量计,或者因为它们是由他们的更加共同的名字众所周知,电磁流量计,已成为在过去的50年或以上的最常见的流量计量技术之一。它们操作简单,没有活动部件,不会引起流动障碍,并且可以提供很高的精度和量程比。唯一的硬性规定是工艺液体必须是导电的。

电磁流量计,或者因为它们是由他们的更加共同的名字众所周知,电磁流量计,已成为在过去的50年或以上的最常见的流量计量技术之一。它们操作简单,没有活动部件,不会引起流动障碍,并且可以提供很高的精度和量程比。唯一的硬性规定是工艺液体必须是导电的。

简单的工作理念

高中物理学告诉我们,导体通过磁场会产生与导体运动速度成比例的电压。您可能将其识别为法拉第磁感应定律。

在磁力计的情况下,液体本身就是导体,磁场由放置在管道周围的线圈产生。垂直于液体流动方向,在管道的相对两侧放置两个电极,磁极测量感应电压。产生的电压与速度成比例,然后将其转换为流速。电极之间的液体流动,磁场和线形成x,y和z轴。

电磁流量计的用户欣赏设备的内表面如何与上游和下游管道直径相匹配,以及如何在流中没有障碍物。流量计本身必须具有绝缘衬里,该绝缘衬里可由橡胶,聚四氟乙烯,陶瓷或其他能够承受侵蚀性或腐蚀性介质的材料制成。

磁力计具有高度可扩展性,直径范围从0.1英寸到104英寸或更大。它们适用于清洁的流体,例如水,酸和苛性碱,或者用于重颗粒的应用,例如纸浆,纸浆和石灰浆。如前所述,主要要求是过程介质必须具有一定程度的导电性,典型的最小范围是1微西门子(µS)至5 µS。只要过程满足此要求,仪表就可以在应用中令人满意地工作。大多数油基液体都不导电,这将电磁流量计从许多炼油厂应用中淘汰了。

令人兴奋的部分

自从1950年代问世以来,电磁计从技术的角度已经发生了巨大的发展。从最初的十年开始,典型的电表会使用交流电来激励线圈,因此它使用的是50 Hz或60 Hz的可用电线频率。用户很快发现,此频率提供的高采样率特别适合于嘈杂的浆料应用,并且它对流量变化具有快速响应。但是,用户还注意到,当没有流量时,这些交流供电的电磁流量计没有稳定的零点。如果生产线上什么也没有动,则设备容易漂移。他们还消耗了大量能量,许多设备消耗的功率高达300W。

随着电磁表技术的进步,下一代用脉冲方波直流电在6.25 Hz至11 Hz的频率下激励线圈。在大多数情况下,这种方法效果很好,并提供了人们追捧的零稳定性,但是较低的激发频率无法处理高固体含量引起的噪声。低采样率也使它们在响应快速变化的流量时显得迟钝。

随着新电源电路的发展,仪器设计人员拥有更多选择来尝试不同的激励频率。这导致可调节传感器,用户可以在其中为应用选择最佳频率。如果过程中浆液嘈杂或流速变化很快,则用户选择高频率。对于间歇过程,例如在流量停止期间有间歇时间的批处理应用程序中,用户选择低频。

这种方法有效,但是随着发射机变得越来越智能,可以合并能够同时使用两个频率的电路。双频激励使发射机可以同时叠加两个频率。6.25 Hz的低频分量和75 Hz的高频分量共同作用,比任何一个单独发挥作用的性能都更高。

降低功耗

早期的电磁流量计需要强大的磁场来产生足够强的信号以进行精确测量,并使其线性化以提供可靠而准确的流量读数。这就是为什么早期部队要消耗这么多力量的原因。随着发射机设计的改进,即使在提高性能的同时,也可以缩小所有尺寸。

曾经吸取300 W功率的设备现在可以在10 W至15 W的功率下工作。自然,传感器的物理尺寸对功耗有很大影响。36英寸传感器比4英寸传感器需要更多的功率来维持磁场。某些设计在降低功耗方面做得更进一步,以达到两线制,环路供电设计,传感器尺寸最大为8英寸。请记住,当只有0.3 W可用功率时(通常需要早期功率的0.1%),性能会有一些折衷。

尽管如此,能够用电磁流量计代替其他由环路供电的流量计仍具有令人信服的优势。差压和机械流量计仍然很常见,但是流路中的障碍物可能导致堵塞和压力损失。具有磁力计的自由流动而无需更新接线非常吸引人。

这些低功率单元有一些限制。请与您的供应商联系,但他们通常需要相对较高的电导率(10 µS至20 µS)作为处理液,并会稍微降低精度。四线电磁流量计通常能够达到流速的±0.2%至±0.5%。回路供电的磁力计通常从流量的±0.5%开始。此外,四线制单元具有更高的有效调节比,可处理从0.33英尺每秒(fps)到33 fps的液体速度。

简单的安装要求

磁力计几乎没有安装限制,但是遵守它们对确保最佳性能有很长的路要走。首先是使管道充满液体。如果较长的水平行程积聚了空气,这将导致读数不准确。将传感器保持在管道中的低点,或者更好的是,将传感器安装在垂直的部分,并增加流量。

其次,像大多数流量计设计一样,在传感器的上游和下游均设有直管,可减少湍流并提供更准确的读数。通过管道的流动剖面永远不会完全均匀,但是减少湍流可以使其更加可预测。上游具有至少五个直管直径,下游具有至少两个直径将是主要的帮助。有更长的直行甚至更好。

没有任何一种流量计技术能够真正普及。每个流量仪表都有其局限性,因此必须仔细评估每个应用程序,以确保满足适当的过程要求。电磁流量计特别适合于液体难以流动或固体易于堵塞的情况,因此请确保将其放在您的应用工具箱中。


 
标签: 传感器
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