摘要(yao):針對目前(qian)電磁流量(liang)計 測量精(jing)度偏差大(da)、靈敏度不(bu)高的缺陷(xian),提出了一(yi)種新的基(ji)于電磁感(gan)應原理的(de)電磁流量(liang)計。分析了(le)該電磁流(liu)量計的工(gong)作原理、結(jie)構特性等(deng),對不同流(liu)速情況下(xia)所對應😄的(de)最佳流道(dao)管徑進行(hang)💘了研究。結(jie)果表明，優(you)化後電磁(ci)流量計在(zai)滿量程情(qing)況下的測(ce)量誤差在(zai)0.7%以内,比優(you)化前提🏃🏻升(sheng)了57.1%;反應靈(ling)敏度比優(you)化前提升(sheng)了91.7%。
引言
　　電(dian)磁流量計(ji)是一種廣(guang)泛應用在(zai)流體測量(liang)中的計量(liang)設備,在化(hua)學工業中(zhong)廣泛應用(yong)于合成氨(an)的氨水流(liu)量測量㊙️等(deng),其測量的(de)正♌确率和(he)靈敏性直(zhi)接決定😘了(le)化工合成(cheng)産品的純(chun)度和經濟(ji)性,一旦其(qi)精度不足(zu)或者靈敏(min)性過低，将(jiang)直接導緻(zhi)化工生産(chan)的異常🔴。目(mu)前多數電(dian)磁流量計(ji)爲正确級(ji)别爲1級的(de)一對電極(ji)控制模式(shi),主要适用(yong)于大管徑(jing)、高流速情(qing)況下的流(liu)量測試，無(wu)法滿🌍足小(xiao)管徑、慢流(liu)速、精度高(gao)、快反應的(de)監測需求(qiu)，極大地限(xian)制了化工(gong)生産效率(lü)和精度的(de)進一步提(ti)升。
　　爲提高(gao)電磁流量(liang)計在小管(guan)徑、低流速(su)模式下的(de)工作正确(que)率和反應(ying)靈敏性，提(ti)出一種新(xin)的内流式(shi)的📱電磁流(liu)量計,對❄️該(gai)流量計的(de)工作原理(li)、結構特點(dian)等進行了(le)分析,特别(bie)是對不同(tong)流速下的(de)最佳流道(dao)管徑匹配(pei)情況進行(hang)研究,從而(er)确定流道(dao)結構。根據(ju)實💁際測試(shi)表明，新的(de)電磁流量(liang)計在滿量(liang)程情況下(xia)的🔴測量誤(wu)差在0.7%以内(nei),比優化前(qian)提升了57.1%,反(fan)應靈敏度(du)比優化前(qian)提升了91.7%，對(dui)提升化工(gong)廠流量測(ce)試的正确(que)率,提高化(hua)工生産安(an)全和效率(lü)具有十分(fen)✍️重要的意(yi)義💞。
1總體方(fang)案設計
　　當(dang)合成氨的(de)氨水在小(xiao)直徑管道(dao)内流動時(shi),由于水質(zhi)等✔️因素,會(hui)💛導緻管道(dao)内壁逐漸(jian)出現結垢(gou)現象,目♌前(qian)經常采🐕用(yong)的外置式(shi)電磁流量(liang)計的測量(liang)精度會受(shou)管道内壁(bi)變化的影(ying)響,逐漸出(chu)現偏✂️差,因(yin)此難以滿(man)足長期監(jian)控情況下(xia)的監測正(zheng)确率和可(ke)靠性需求(qiu)。因此本文(wen)提出了一(yi)種新的内(nei)置式的電(dian)磁流量計(ji),其整體結(jie)構如圖1所(suo)示中。
 
　　該内(nei)置式電磁(ci)流量計通(tong)過電纜和(he)監測系統(tong)相連接、,流(liu)量計測速(su)部分埋入(ru)管道内,當(dang)合成氨的(de)氨水通過(guo)該電磁流(liu)量計時流(liu)量計根據(ju)液體流量(liang)的不同，輸(shu)出🧑🏾‍🤝‍🧑🏼不同的(de)電磁信号(hao),流量計工(gong)作時所輸(shu)出的電磁(ci)測量信号(hao)最終由測(ce)量系統進(jin)行集中處(chu)理後,計算(suan)出準确的(de)液體流量(liang)數據,将其(qi)傳輸到監(jian)測控☂️制中(zhong)心，實現對(dui)整個化工(gong)生産過程(cheng)的反饋調(diao)節四。
　　爲了(le)提高内置(zhi)式電磁流(liu)量計的測(ce)量精度和(he)可靠性,在(zai)📱液✉️體進口(kou)位置需要(yao)設置防護(hu)網,實現對(dui)流人到流(liu)量計内的(de)🥰液體的過(guo)濾,避免液(ye)體内的雜(za)質堵塞流(liu)量計測量(liang)孔，而且也(ye)能降低雜(za)質對流量(liang)計感應電(dian)極的磨損(sun),提高測量(liang)結果的正(zheng)确率。由于(yu)電磁㊙️流量(liang)計長期在(zai)管道内工(gong)作，環境較(jiao)爲惡劣且(qie)氨水具有(you)--定的腐蝕(shi)性,因此流(liu)量計的外(wai)殼需要具(ju)有高防腐(fu)性8]，提高使(shi)用壽命和(he)可靠性。
2傳(chuan)感器結構(gou)設計
　　由于(yu)需要滿足(zu)在小管徑(jing)、低流量情(qing)況下測速(su)正确率的(de)✉️需求,因🥰此(ci)對傳感器(qi)的工作靈(ling)敏性要求(qiu)極高。爲了(le)🔱确保内置(zhi)式傳感器(qi)✂️的應用可(ke)靠性,本文(wen)提出了一(yi)種新的傳(chuan)感器結構(gou)田,其采用(yong)了🏃‍♂️雙發射(she)磁極和雙(shuang)測量🏒電極(ji)結構,發射(she)磁極🌈和測(ce)量電極以(yi)兩相對稱(cheng)的方式均(jun)勻分布在(zai)圓柱狀的(de)傳感器簡(jian)體内🌈。所用(yong)的測量🙇‍♀️電(dian)極和傳感(gan)器外殼絕(jue)緣，在磁極(ji)的線圈内(nei)部設置有(you)鐵芯,從而(er)保證所産(chan)生的交變(bian)磁場🈚的💚穩(wen)定性，提高(gao)測量時的(de)精度。傳感(gan)器整體結(jie)構截面如(ru)圖2所示同(tong)。
 
　　由于液體(ti)在低速流(liu)動過程中(zhong)的特性和(he)流道管徑(jing)關系較爲(wei)密切]回，因(yin)此爲了适(shi)應低流量(liang)、小管徑情(qing)況下測量(liang)正确率的(de)需求,本文(wen)利用流體(ti)動力學對(dui)不同管徑(jing)不同流量(liang)情況下的(de)流速-管徑(jing)匹配特性(xing)進行了研(yan)究,揭示不(bu)同流速和(he)管徑情況(kuang)🛀下的流量(liang)變化情況(kuang),爲優化管(guan)道結構、提(ti)高監測💞正(zheng)确率奠定(ding)基礎,不同(tong)情況下流(liu)量、流速的(de)的對應關(guan)系彙總如(ru)表1所示。
 
　　根(gen)據實際匹(pi)配驗證,在(zai)不同管徑(jing)、不同流速(su)情況下🌏具(ju)有不同🤟的(de)最大通過(guo)流量,化工(gong)生産過程(cheng)中氨水♌的(de)流❄️量範⭐圍(wei)爲0~20m/d,其流👌速(su)在1.5m/s以内,綜(zong)合分析後(hou)，本文提㊙️出(chu)的電磁流(liu)量計的流(liu)道管徑設(she)置爲12mm,從而(er)滿足不同(tong)情況下的(de)使用可靠(kao)性需求。
3試(shi)驗驗證分(fen)析
　　爲了對(dui)該新型電(dian)磁流量計(ji)的使用可(ke)靠性和測(ce)量正确🈲率(lü)進行分析(xi)，在密閉管(guan)道中裝人(ren)流量計,對(dui)管道内輸(shu)人不同㊙️的(de)流量8],并記(ji)錄電磁流(liu)量計的反(fan)應時間和(he)輸出頻率(lü),将所輸人(ren)流㊙️量值和(he)該傳感器(qi)的流量測(ce)量值進行(hang)拟合對比(bi)，繪制關聯(lian)曲線如圖(tu)3所示。
 
　　由圖(tu)3可知,随着(zhe)輸人流量(liang)的增加，所(suo)輸出的頻(pin).率持續增(zeng)加,而且流(liu)量-頻率呈(cheng)線性正相(xiang)關，其線性(xing)系數🚶‍♀️高達(da)📱0.999,表明該儀(yi)器設備具(ju)有線性響(xiang)應曲線，在(zai)該流量計(ji)的測量範(fan)圍内，其測(ce)量誤差爲(wei)0.6%,比優化前(qian)的1.4%提升了(le)57.1%。從管路内(nei)給出流量(liang)增加信号(hao)，到系統發(fa)出流❌量監(jian)測結果,時(shi)間差約爲(wei)0.01s,比傳統流(liu)量計0.12s的反(fan)應時💋間縮(suo)短了91.7%,極大(da)地提升了(le)電磁流量(liang)計的反應(ying)👈靈敏性和(he)可靠性,爲(wei)進🧑🏽‍🤝‍🧑🏻一步提(ti)升化工生(sheng)👈産企業的(de)産品品質(zhi)和生産安(an)全性☂️奠定(ding)了堅實的(de)基礎。
4結論(lun)
　　爲了解決(jue)目前電磁(ci)流量計測(ce)量精度偏(pian)差大、靈敏(min)度低的📧不(bu)足,提出了(le)一種新的(de)電磁流量(liang)計。對該電(dian)磁流量計(ji)的工🔞作原(yuan)理、、結構特(te)性等進行(hang)了分析,根(gen)據分析結(jie)果表明:
1)内(nei)置式的電(dian)磁流量計(ji)設置有過(guo)濾裝置等(deng),能夠比🔆傳(chuan)統的外置(zhi)式傳感器(qi)具有更高(gao)的測量精(jing)度和使用(yong)可🌂靠性;
2)新(xin)的傳感器(qi)采用了雙(shuang)發射磁極(ji)和雙測量(liang)電極結📞構(gou)🔴,能夠保證(zheng)所産生的(de)交變磁場(chang)的穩定性(xing),提高測量(liang)時💋的精度(du);
3)電磁流量(liang)計需根據(ju)所使用環(huan)境的流量(liang)、流速的不(bu)同有針對(dui)性地設計(ji)流道直徑(jing),從而提高(gao)監測精度(du)✏️和可靠性(xing);
4)新的電磁(ci)流量計在(zai)滿量程情(qing)況下的測(ce)量誤差在(zai)0.7%以内，比優(you)👄化前提升(sheng)了57.1%,反應靈(ling)敏度比優(you)化前提升(sheng)了91.7%,極大地(di)☎️提升了流(liu)量監測正(zheng)确率。

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