[摘(zhai)要] 電磁(cí)流量計(ji) 以其優(you)良的性(xìng)能廣泛(fan)應用于(yu)各行各(gè)業，但是(shi)由于📱其(qi)原理特(tè)性㊙️，尤其(qi)是勵磁(cí)電流的(de)存在，限(xiàn)制了其(qí)在煤礦(kuang)、選礦❄️等(děng)安全要(yao)求較高(gāo)場所的(de)應用。本(běn)文介紹(shào)✏️一種礦(kuàng)用防爆(bào)電磁流(liú)量計 的(de)本質安(ān)全勵磁(ci)電路.
1.引(yǐn)言
　　在測(ce)流儀表(biao)行業，電(diàn)磁流量(liàng)計具有(yǒu)精度高(gāo)、穩定性(xìng)好、量程(cheng)比寬、無(wu)壓損等(děng)優點，廣(guǎng)泛應用(yong)于石油(you)、化工、冶(ye)金、電力(lì)、給排水(shui)等領域(yu)。然而，由(you)于煤礦(kuang)安全性(xing)的特殊(shū)要求，目(mu)前可用(yong)于煤礦(kuang)井下的(de)電🔞磁流(liú)量計在(zài)國内尚(shang)屬空白(bai)。
2.電磁流(liu)量計工(gong)作原理(lǐ)
　　電磁流(liú)量計根(gēn)據法拉(la)第電磁(cí)感應定(ding)律工作(zuò)，測量管(guǎn)内無💋阻(zu)流部件(jiàn)，用于測(ce)量單相(xiang)或多相(xiang)導電流(liú)體流量(liang)。當導電(diàn)流體在(zài)磁場中(zhōng)運動時(shi)，将在流(liú)體兩側(cè)産生感(gǎn)🌈應電勢(shi)，其大小(xiǎo)🌈與流速(sù)成正比(bi)，據此可(kě)測流量(liàng)值，如圖(tú)1所示。

據(jù)電磁感(gǎn)應定律(lü):導電流(liú)體在磁(cí)場中切(qiē)割磁力(lì)線時，産(chan)🈲生🔅感應(yīng)電動勢(shi)的大小(xiao)爲:
U=BDV:
B一磁(cí)場密度(du)(T)
D一管徑(jing)(m)
V一流速(su)(m/s)
流體流(liu)量爲:
Q=3600XVxSm/h
式(shi)中:S一管(guan)道截面(miàn)積(m°)
則:
Q=3600XUXS/(BD)m%/h
　　其(qí)中B、D、S爲常(chang)量，流量(liàng)與感應(yīng)電動.勢(shi)U成正比(bi)關系，因(yīn)此，測得(dé)感應電(dian)動勢U,即(ji)可得到(dào)流體流(liú)量。
　　由此(ci)可見，電(dian)磁流量(liàng)計正常(cháng)運行需(xū)要有穩(wěn)定的磁(cí)🔴場，而磁(ci)場正是(shì)靠傳感(gan)器線圈(quan)内的勵(li)磁電流(liu)來産生(sheng)的。勵磁(ci)🍉線圈如(ru)圖2所示(shi)。

　　一對(dui)線圈對(duì)稱安裝(zhuang)在傳感(gan)器正對(dui)的兩側(ce)，以産生(sheng)均勻的(de)磁場，傳(chuan)感器剖(pōu)面圖如(ru)圖3所示(shi)

3.礦用(yòng)儀表的(de)安全性(xing)要求
　　對(dui)于礦用(yong)電氣産(chan)品，其防(fáng)爆安全(quán)性至關(guān)重要。目(mu)前，我國(guo)💯防爆電(dian)♊氣産品(pǐn)的類型(xíng)主要以(yǐ)隔爆型(xing)和本質(zhì)🌈安全型(xing)爲✂️主;并(bing)😄且隻有(you)本安.設(shè)備能夠(gòu)用在0區(qu)危險場(chǎng)所[]。礦用(yong)本質🔴安(ān)全型産(chǎn)品要做(zuò)本質安(an)全性能(neng)檢驗，其(qi)中本安(ān)火花試(shi)驗是最(zui)重要的(de)檢驗項(xiàng)目之一(yi)。當電路(lu)發生㊙️通(tōng)斷時，會(hui)以💃火花(huā)形式釋(shì)放能量(liàng)。能量大(da)于某一(yi)臨💋界值(zhi)時，便會(huì)點燃爆(bào)炸性氣(qi)體混合(hé)物，從而(er)引發爆(bào)炸。本安(an)設計就(jiù)是要控(kong)制電路(lu)産生的(de)電火花(hua)能量，從(cóng)而實🔆現(xian)電路的(de)本質安(an)全。本質(zhì)安全電(dian)路要求(qiu)🔞在正常(chang)工作和(hé)故障⭐狀(zhuàng)态下都(dou)必須是(shi)安全的(de)，所産生(sheng)的電火(huǒ)花均不(bú)足以點(dian)燃周圍(wéi)環境中(zhong)♋的爆炸(zha)性混合(hé)氣體。
4.電(dian)磁流量(liàng)計本安(ān)勵磁電(diàn)路
　　電磁(ci)流量計(ji)傳感器(qi)勵磁電(dian)流是産(chǎn)生電火(huo)花的危(wei)險源👌，電(diàn)磁流量(liang)計要用(yong)于井下(xia)，首先得(de)勵磁電(dian)路達到(dào)本質安(ān)💁全要求(qiú)。
　　電磁流(liú)量計傳(chuán)感器電(diàn)氣部分(fen)由2個線(xiàn)圈組成(chéng)，如圖4.

　　其電(diàn)參數主(zhu)要是電(diàn)阻和電(diàn)感，電阻(zǔ)值爲40-600(兩(liang)線圈串(chuan)聯♈)，電感(gǎn)量爲100-300mH，其(qi)中電感(gan)量是危(wēi)險源所(suo)在。當電(diàn)流.流過(guo)電感線(xian)🥰圈時💘，在(zài)線🔴圈内(nei)部會産(chan)生磁場(chang)，磁場貯(zhu)存能量(liang)，當電路(lù)斷開時(shí)，儲存在(zài)線圈中(zhōng)的能量(liàng)就會以(yǐ)火花的(de)形式釋(shi)放出🚩來(lái)，應此必(bi)須吸收(shōu)或洩放(fang)線圈的(de)貯能才(cái)能達到(dào)本安的(de)要求。
　　在(zai)線圈兩(liǎng)端并聯(lian)緒流支(zhī)路，以洩(xiè)放線圈(quān)儲存的(de)磁場能(néng)，降低⚽通(tong)斷時的(de)電火花(huā)能量。如(rú)圖5所示(shì)。

　　在正常(cháng)狀态，它(ta)不影響(xiǎng)電路工(gong)作，當電(diàn)路斷開(kai)時，它與(yǔ)線圈組(zǔ)成洩放(fang)回路，将(jiang)電壓鉗(qian)位在二(er)極管正(zheng)向導通(tōng)壓降(0.7V左(zuǒ)右)但是(shi)，簡單✏️的(de)緒流二(èr)極管隻(zhī)适用于(yú)🛀直流電(diàn)路，即單(dān)向電流(liú)情況。爲(wei)🈲了避免(miǎn)電極極(jí)化現象(xiàng)和消除(chú)❗市電噪(zao)聲幹擾(rao)，電磁流(liú)量計需(xu)采用.低(di)頻矩形(xíng)波勵磁(cí)，因此勵(lì)磁信🐉号(hao)是周期(qi)性雙向(xiàng)電流，如(ru)圖6所示(shì)。

　　因此，傳(chuan)統的普(pu)通二極(ji)管無法(fǎ)滿足應(yīng)用。
　　這裏(li)，采用一(yi)種新型(xíng)的瞬态(tài)電壓抑(yi)制器(TransientVo1tageSuppressor)，簡(jian)稱TVS管。TVS管(guǎn)是在💔穩(wěn)壓管🚶‍♀️工(gong)藝基礎(chu)上發展(zhǎn)起來的(de)一種新(xīn)型電子(zǐ)元🈲件，當(dāng)TVS管兩端(duan)産生瞬(shùn)間的高(gāo)壓沖擊(jī)時，它能(néng)以極高(gao)的速度(du)(最高達(da)1/101秒)驟然(rán)降低阻(zu)抗爲導(dao)通狀态(tai)，吸收電(diàn)流，洩放(fàng)能量。它(tā)的特點(diǎn)🚶‍♀️是:響應(yīng)速度快(kuai)(ps級)、鉗位(wei)精準(0.1V)、洩(xiè)放能裏(lǐ)強(幾A到(dao)幾百，最(zuì)重要的(de)一點，它(ta)可以實(shí)現雙向(xiàng)🌈鉗位洩(xie)放，滿足(zú)我們雙(shuang)向勵磁(ci)的要求(qiú)，不影響(xiang)電磁流(liu)量🥰計正(zhèng)常工作(zuo)并起📞到(dào)抑制火(huǒ)花作用(yong)。如圖7所(suo)示。

　　在激(ji)磁電流(liú)是125mA，線圈(quān)電阻爲(wèi)452.情況下(xia)，線圈工(gōng)作電壓(ya)爲5.625V，選用(yong)☀️6.8V雙向TVS管(guǎn)P6KE6.8CA做洩放(fàng)回路，其(qí)反應速(su)度快，開(kai)關延遲(chi)約爲lps，鉗(qian)位正🧑🏽‍🤝‍🧑🏻确(què)有效抑(yi)制了能(néng)量外洩(xie).
完整的(de)勵磁電(diàn)流邏輯(jí)電路如(rú)圖8所示(shi)。

　　此電路(lu)通過了(le)國家安(ān)全生産(chan)礦用設(she)備檢測(cè)檢驗🌂中(zhōng)心防爆(bao)站并聯(lián)、串聯、短(duan)路、斷路(lu)等安全(quan)實驗測(cè)試，達到(dào)本質♋安(an)全标準(zhun)。
5.結束語(yu)
　　防爆電(dian)磁流量(liang)計在本(ben)安電路(lù)設計中(zhong)應用電(diàn)容或電(dian)感等貯(zhu)🔴能器件(jian)時，在滿(man)足電路(lù)正常功(gong)能的情(qíng)況.下，提(tí)供有效(xiao)的⭐保護(hù)措施，限(xian)制能量(liang)輸出并(bing)提供能(néng)㊙️量洩放(fàng)回路，以(yǐ)🌍降低發(fa)生短路(lù)、斷路時(shi)的電火(huo)花能量(liàng)，從而達(dá)到本質(zhi)安全。

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