電（diàn）磁流量計：設計考慮和解決方案

    哪些工業領域使用流量（liàng）計?
    “如果你不（bú）能衡量，你就無法管理。這是（shì）工業領域的口頭禪，尤其（qí）適用於流（liú）量測量。簡（jiǎn）單地說（shuō），對流量監測的需求不斷增加，往往（wǎng）要求更（gèng）高的速度和精度的監測。工業流量測量在一些領域很重要，例如家庭垃圾。隨著人們（men）越來越重視環境保護，為了使（shǐ）我們的世界（jiè）更清潔，汙染更少，廢（fèi）物的處理（lǐ）和監測變得非常重要。人類消耗（hào）大量的水，隨著全球（qiú）人口（kǒu）的增（zēng）長，它將增長得更多。流量計（jì）對於監測（cè）生活汙水和作為汙水處理廠過程控製係統的組成部分至關重（chóng）要。流（liú）量計（jì）也用於許多（duō）工業控（kòng）製（zhì）過程，包括化學/製藥，食品和飲料，紙漿和造紙等。此類應用（yòng）通常需要在存在大量固體的情況下進行流量測量，這是（shì）大多數流動技術（shù）難以滿足（zú）的（de）要求。

    運輸計量領域處理雙方之間的產品（pǐn）轉移和支付，需要高端流量計。一個例子（zǐ）是通過大（dà）型管道係（xì）統運輸（shū）石油產品。在這種應用中，即（jí）使流量測量精度隨時間（jiān）的變化很（hěn）小，也可能導致一方損失或顯著收益。

    電磁流量計
    為什麽電磁（cí）感應是液體流量測量的理想選擇?
    對於液體流量的測量，電磁流量計技術具有幾個優點。它的傳感器一般連接在管道上，其直徑（jìng）與管道的直徑一致，因（yīn）此測量時不會幹擾或限製介（jiè）質的流動。由於傳感器沒有直接浸入液體中，也沒有運動部件，所以不存在磨損問（wèn）題。

    電磁法測量的是體積流量，這意味著測量對流體密度、溫度、壓力和粘（zhān）度等參（cān）數的變化不敏感。一旦電（diàn）磁流量計用水校準，它就可以用於測量其他類型的導電流（liú）體，而無需進一步校準。這是其（qí）他類型流量計所不具備的重（chóng）要優勢。

    電磁流量計特別適用於固液兩相介質的測量，如（rú）泥漿（jiāng）和其他具有懸浮泥漿、固體（tǐ）顆粒、纖維或（huò）粘稠物的高導電性介（jiè）質。可（kě）用於測量汙水、泥（ní）漿、紙漿、紙漿、化（huà）纖紙漿等介（jiè）質。這使得（dé）它特別適用於食品、製藥等行業，可用於測量玉米糖漿、果汁、酒精、藥物、血漿和許多其他特殊介質。

    傳感器的輸出範圍是多少（shǎo）?
    傳感器提供差分輸出。典型靈（líng）敏度範圍為150 μv/(mps) ~ 200 μv/(mps)。由於勵磁電流的方向是不（bú）斷交變的，傳感器的輸（shū）出信號幅度將加倍。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（xiǎn）示了由恒流源通電且流體流經傳（chuán）感器時的傳感（gǎn）器輸出信號。在傳感器輸出引線上捕獲的示波器（qì）顯示，在大共模電壓下有一個非常低的（de）信（xìn）號位。紫色曲線對應的是正極，紅色曲線對應的（de）是負極。粉色曲線是一個數學通道，用（yòng）來減（jiǎn）去正負極。低電平信號位於較大的共模電壓中。

    傳統的傳感器測量方法是什麽?
    傳（chuán）統的方（fāng）法主要是模擬-使用具有高輸入（rù）阻抗和高輸入共模抑製的前（qián）置放大器來處理傳感器漏電流效應（yīng），然後是三階或四階模擬帶通濾波（bō）器和采樣保（bǎo）持級，最後是模數轉換。規範的模擬前端方法如圖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，同時避免不必要的直流共模電壓使放（fàng）大器輸出飽和。這通常將第（dì）一級儀表放大器（qì）的增益限製為zui大10倍。帶通濾（lǜ）波器級進一步消（xiāo）除了直流效應，並在進入采樣保持電路之前再次放大信號——正是這種差分信號代表了流量——然後被（bèi）發送到模數轉換器。