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電磁流量計傳感器的研制

發布時間：2022-11-21 08:36:14

　　電磁流量計傳感器的主要組成部分包括測量管、勵磁線圈和鐵芯、電極、防干擾機構等。為了使電磁流量傳感器工作穩定、可靠，準確的感應流量信號，傳感器必須要能夠輸出與流量成正比的足夠大的電勢信號，且要有足夠大的信噪比，并能在惡劣環境中穩定的工作。
(1)測量管組件本文設計的電磁流量計樣機測量管為矩形截面測量管道中間的長方體部分，整個管道采用有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯，英文簡稱PMMA）制成，強度大、易于加工。同時，由于有機玻璃為非導磁材料，磁力線可以順利的穿過測量管進入被測介質，且其不導電防止了電極上的流量信號被短路。
(2)磁路系統磁路系統主要包括勵磁線圈和鐵芯，用以產生規定的勵磁磁場。一般電磁流量計的磁場都是用電磁鐵產生的，磁場的勵磁電流由轉換器提供。磁路結構的形式主要有變壓器鐵芯式、集中繞組磁軛式和分組繞組磁軛式等。本文設計的磁路采用變壓器鐵芯式，這種方式下通過測量管的磁通量較大，在流速相同的情況下能夠獲得較大的感應電動勢。
　　在設計磁路時，為了增強磁場的強度使用了鐵磁材料作為勵磁線圈的鐵芯。研究表明，鐵磁材料的磁導率非常大是非鐵磁材料磁導率的數千倍，當存在鐵磁體時，磁感線幾乎都被集中在鐵磁體內部，漏磁磁通很小。因而，在磁路中加入鐵磁材料極大地增強了流體穿越磁場的強度，增大了兩電極上的感應電動勢，提高了傳感器的輸出靈敏度。
(3)電極電極是信號檢出的重要媒介，一般需要直接與被測介質接觸，特殊情況下為防止電極受到污染，可采用電容檢測型電磁流量計，將信號電極置于測量管襯里外，電極材料應根據被測介質的特性進行選擇，但不能是導磁的導電材料。本文選用不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）材料制作了傳感器電極，能夠應用于弱腐蝕性酸堿鹽液體的測量，且價格低，符合設計要求。
　　如圖2.11所示，為本文設計的電磁流量計傳感器結構示意圖。它由矽鋼片疊成的鐵芯和勵磁線圈組成磁路系統，當施加勵磁電流后，會產生一個均勻的磁場，從而保證了能夠在電極上獲得相應的感應電動勢。

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