摘(zhai)要:針對(dui)目前電(dian)磁流量(liang)計 測量(liàng)精度偏(pian)差大、靈(líng)敏度不(bu)高的缺(quē)陷,提出(chū)了一種(zhong)新的基(jī)于電磁(ci)感應原(yuán)理的電(dian)磁流量(liàng)計。分析(xī)了該🏒電(diàn)磁🌈流量(liang)計的工(gōng)作原理(lǐ)、結構特(tè)性等,對(duì)不同流(liú)速情況(kuàng)下所對(dui)應的最(zuì)佳流道(dào)管🈚徑進(jin)行了研(yan)究。結果(guǒ)表明，優(yōu)化後電(diàn)磁流量(liàng)計在滿(mǎn)量程情(qing)況下的(de)測量誤(wù)差在0.7%以(yǐ)内,比優(yōu)化前提(ti)升了57.1%;反(fan)應靈敏(min)度比優(yōu)化❓前提(tí)升了91.7%。
引(yin)言
　　電磁(cí)流量計(ji)是一種(zhǒng)廣泛應(yīng)用在流(liú)體測量(liang)中的計(ji)量設備(bei)💚,在化學(xué)工業中(zhong)廣泛應(yīng)用于合(he)成氨的(de)氨水流(liu)量測量(liang)✊等,其測(cè)量的正(zheng)确率和(hé)靈敏性(xing)直接決(jue)定了化(hua)工合成(cheng)産品的(de)純度和(hé)經濟性(xing),一旦其(qi)精度不(bu)足或者(zhě)靈敏性(xìng)過低，将(jiāng)直接導(dǎo)緻化工(gong)生🛀🏻産的(de)異常。目(mù)前多數(shù)電磁流(liú)量計爲(wei)♋正确級(ji)别爲1級(jí)的一對(duì)電🏃‍♀️極控(kong)制模式(shi),主要适(shi)用于大(dà)管徑、高(gao)流速情(qíng)況⭕下的(de)流量測(ce)試，無法(fa)滿足小(xiao)管徑、慢(màn)流速、精(jīng)度高、快(kuai)反應的(de)監測需(xu)求，極大(dà)地限制(zhi)了化工(gōng)生産效(xiào)率和精(jing)度的進(jin)一步㊙️提(tí)升。
　　爲提(ti)高電磁(ci)流量計(jì)在小管(guǎn)徑、低流(liu)速模式(shì)下的工(gong)作正🐅确(què)率和反(fǎn)應靈敏(mǐn)性，提出(chū)一種新(xīn)的内流(liú)式的電(dian)磁流量(liàng)計,對該(gai)流量計(jì)的工作(zuo)原理、結(jie)構特點(dian)等🐅進行(háng)了🌍分析(xi),特别是(shi)對🔞不同(tóng)流速下(xia)的最佳(jiā)流道管(guǎn)🎯徑匹配(pei)情況進(jin)行研究(jiu),從而确(què)🎯定流道(dào)結構。根(gēn)據實際(jì)測試表(biǎo)明，新的(de)電磁流(liú)量計在(zai)滿量程(cheng)情況下(xià)的測量(liàng)誤差在(zai)0.7%以㊙️内,比(bǐ)優化前(qián)提升了(le)57.1%,反應靈(ling)敏度比(bǐ)優化前(qián)提升了(le)91.7%，對提升(shēng)化工廠(chang)流量👅測(ce)試的正(zheng)确率♈,提(tí)高化工(gong)生産安(an)全和效(xiào)率具有(you)十分重(zhong)♻️要的意(yì)義。
1總體(ti)方案設(shè)計
　　當合(hé)成氨的(de)氨水在(zai)小直徑(jing)管道内(nei)流動時(shi),由于水(shuǐ)🏃‍♀️質☎️等因(yin)素,會導(dao)緻管道(dao)内壁逐(zhu)漸出現(xian)結垢現(xiàn)象,目前(qian)經常采(cǎi)用的外(wài)置式電(dian)磁流量(liang)計的測(cè)量精度(dù)會受管(guan)道内壁(bì)變化的(de)影響,逐(zhu)漸⛷️出現(xian)偏差,因(yin)此難以(yi)滿足長(zhǎng)期監控(kong)情況下(xia)的監測(cè)⭐正确率(lǜ)和可靠(kào)性需求(qiu)。因此本(ben)文提出(chu)了一種(zhong)新的内(nei)置式的(de)電磁流(liu)量✊計,其(qi)整體結(jie)構如圖(tu)1所示中(zhōng)。
 
　　該内置(zhì)式電磁(cí)流量計(ji)通過電(dian)纜和監(jiān)測系統(tong)相連接(jiē)、,流量🐕計(ji)測速部(bu)分埋入(rù)管道内(nei),當合成(chéng)氨的氨(ān)水通過(guò)該電磁(cí)流量計(jì)時流🈲量(liang)計根據(ju)液體流(liú)量的不(bú)🚩同，輸出(chu)不同的(de)電磁信(xìn)🐇号,流量(liang)計工作(zuò)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼時所輸(shu)出的電(diàn)磁測量(liang)信号最(zuì)終由測(cè)量系統(tong)進行集(ji)中處理(lǐ)後,計算(suan)出準确(que)⛷️的液體(tǐ)流量數(shù)據,将其(qi)傳🍓輸到(dao)監測控(kong)🔴制中心(xīn)，實現對(dui)整個化(hua)工生産(chǎn)⚽過程的(de)反饋調(diào)節四。
　　爲(wèi)了提高(gao)内置式(shi)電磁流(liú)量計的(de)測量精(jīng)度和可(ke)靠性,在(zai)🏒液體進(jin)口位置(zhi)需要設(she)置防護(hù)網,實現(xiàn)對流人(ren)🌈到流量(liang)計内的(de)液體的(de)過濾,避(bi)免液體(ti)内的雜(zá)質堵塞(sai)流量計(jì)測量❌孔(kǒng)，而且也(ye)能降低(di)雜質對(dui)流量計(jì)感應電(diàn)極的磨(mo)損,提高(gāo)測量結(jie)果💛的正(zheng)确率🔴。由(you)于電磁(ci)♌流量計(ji)長期在(zai)管道内(nei)工㊙️作，環(huan)境較爲(wèi)⛷️惡劣且(qie)氨水具(ju)有--定的(de)腐蝕性(xìng),因此流(liu)量計的(de)外殼需(xu)要具有(you)高防腐(fu)性8]，提高(gāo)使用壽(shou)命和可(ke)靠性。
2傳(chuan)感器結(jie)構設計(ji)
　　由于需(xu)要滿足(zú)在小管(guǎn)徑、低流(liú)量情況(kuàng)下測速(sù)正确率(lǜ)的🈲需求(qiú),因此對(duì)傳感器(qi)的工作(zuò)靈敏性(xìng)要求極(jí)高。爲了(le)确保内(nei)置式傳(chuan)感器🎯的(de)應用可(ke)靠性,本(běn)文提出(chū)了一種(zhong)新的傳(chuan)感器結(jie)構田,其(qi)⛱️采用了(le)📧雙發射(shè)磁極和(hé)雙測量(liàng)電極結(jie)構,發射(she)磁極和(he)測量電(diàn)🏃極以兩(liǎng)相對稱(chēng)的方式(shì)均勻分(fen)布在圓(yuán)柱狀的(de)傳感器(qi)簡體内(nei)。所用的(de)測量電(diàn)🔞極和傳(chuan)感器外(wài)殼絕緣(yuán)，在磁極(jí)的線🥵圈(quan)内部設(shè)💁置有鐵(tie)芯,從而(er)保證所(suo)産生的(de)交變磁(ci)場的🤟穩(wěn)定性，提(tí)高測量(liang)時的精(jing)度。傳感(gǎn)器整🥵體(ti)結構截(jie)✂️面如圖(tú)2所示同(tong)。
 
　　由于液(ye)體在低(di)速流動(dòng)過程中(zhong)的特性(xing)和流道(dao)管徑📱關(guān)系較爲(wèi)密切]回(huí)，因此爲(wèi)了适應(yīng)低流量(liang)、小管徑(jing)情況下(xià)♌測量正(zhèng)确率的(de)♊需求👌,本(běn)文利用(yong)流體動(dòng)力學對(duì)不同管(guan)徑不同(tong)流量情(qíng)況下的(de)🥰流速-管(guǎn)徑匹配(pei)特性進(jin)行了研(yan)究,揭示(shì)不同流(liú)速和管(guan)徑情況(kuang)下的流(liú)量變化(huà)情況,爲(wèi)🔞優化管(guan)道結⚽構(gou)、提高監(jiān)測正确(què)率奠定(dìng)基礎,不(bú)同情況(kuang)下流量(liàng)、流速的(de)的對應(yīng)關系彙(hui)🌍總如表(biǎo)1所示。
 
　　根(gen)據實際(jì)匹配驗(yàn)證,在不(bú)同管徑(jìng)、不同流(liú)速情況(kuàng)下具有(you)不同💘的(de)最大通(tong)過流量(liang),化工生(sheng)産過程(chéng)中氨水(shui)的流量(liang)範圍爲(wèi)0~20m/d,其流速(su)在1.5m/s以内(nei),綜合分(fen)析後，本(ben)文提出(chū)的電磁(ci)流量計(jì)的流道(dào)管徑設(shè)置爲12mm,從(cong)而滿足(zú)不同情(qing)況下的(de)使用可(kě)靠性需(xu)求。
3試驗(yàn)驗證分(fèn)析
　　爲了(le)對該新(xīn)型電磁(cí)流量計(jì)的使用(yong)可靠性(xing)和測量(liang)正确率(lǜ)♻️進行分(fèn)析，在密(mi)閉管道(dao)中裝人(rén)流量計(ji),對管道(dao)内輸人(rén)不同的(de)流量8],并(bìng)記錄電(diàn)磁流量(liàng)計的反(fǎn)應🌈時間(jian)和輸出(chu)頻🧡率,将(jiang)所輸人(rén)流量值(zhí)和該傳(chuán)感器的(de)流量測(cè)量值進(jin)行拟合(hé)對比，繪(huì)🐪制關聯(lián)曲線如(rú)圖3所🌈示(shì)。
 
　　由圖3可(kě)知,随着(zhe)輸人流(liú)量的增(zeng)加，所輸(shu)出的頻(pin).率持續(xu)增加,而(ér)且流量(liang)-頻率呈(cheng)線性正(zheng)相關，其(qi)線性系(xi)數高達(dá)0.999,表明該(gai)儀器設(shè)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻備具有(you)線性響(xiang)應曲線(xian)，在該流(liu)量計的(de)測量範(fàn)🔞圍内，其(qi)測量誤(wù)差爲0.6%,比(bǐ)優化前(qian)的1.4%提升(sheng)了57.1%。從管(guǎn)路内給(gei)出流量(liàng)增加❤️信(xìn)号，到系(xì)統發出(chu)流量監(jian)測結果(guo),時間差(chà)約爲0.01s,比(bǐ)傳統流(liú)量🔆計0.12s的(de)反應時(shí)間縮短(duan)了91.7%,極大(da)地提升(shēng)了電磁(cí)流量計(ji)的反應(ying)靈敏㊙️性(xing)和可靠(kao)性,爲進(jìn)一步提(tí)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼升化工(gōng)生産企(qǐ)業的産(chǎn)品品質(zhì)和生産(chan)安全性(xìng)奠定了(le)堅實的(de)基礎。
4結(jié)論
　　爲了(le)解決目(mù)前電磁(cí)流量計(ji)測量精(jīng)度偏差(cha)大、靈敏(mǐn)度低的(de)不足,提(tí)出了一(yī)種新的(de)電磁流(liu)量計。對(dui)該電磁(cí)流量計(ji)的工作(zuò)原理、、結(jie)構特性(xing)等進行(háng)了分析(xi),根㊙️據分(fèn)析結果(guǒ)表🏃明:
1)内(nèi)置式的(de)電磁流(liu)量計設(she)置有過(guo)濾裝置(zhi)等,能夠(gòu)比傳統(tong)的㊙️外🈲置(zhi)式傳感(gan)器具有(yǒu)更高的(de)測量精(jing)度和使(shǐ)用可靠(kào)性;
2)新的(de)傳感器(qì)采用了(le)雙發射(she)磁極和(hé)雙測量(liàng)電極結(jie)構,能夠(gòu)保🥰證所(suo)産生的(de)交變磁(ci)場的穩(wen)定性,提(ti)高測量(liang)時的精(jīng)度;
3)電磁(cí)流量計(jì)需根據(ju)所使用(yong)環境的(de)流量、流(liu)速的不(bú)同有針(zhēn)對性地(dì)設計流(liú)道直徑(jìng),從而提(tí)高監測(cè)精度和(hé)可靠性(xìng)㊙️;
4)新的電(dian)磁流量(liang)計在滿(man)量程情(qing)況下的(de)測量誤(wù)差在0.7%以(yǐ)🧡内☔，比優(yōu)化前提(tí)升了57.1%,反(fan)應靈敏(mǐn)度比優(yōu)化前提(ti)升🌏了91.7%,極(ji)大地提(ti)升了流(liú)量監🙇🏻測(ce)正确率(lǜ)。

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