异径管电磁流量传感器励磁系统研究

发布时间：2020-12-06 22:15

　　为优化具有异径测量管的电磁流量传感器的设计方案,对传感器励磁线圈匝数和采样电极的形状尺寸与传感器特性的关系进行了实验研究。根据实验结果给出了异径管电磁流量传感器励磁部分设计的一般性指导原则。设计制作了电池供电的电磁流量计原型样机并对样机进行了测试.测试结果表明样机测量精度在全量程范围内优于±0.5%,采用高能锂电池组供电可连续工作三年以上,验证了本文所提设计方案的可行性。 

【文章来源】：传感技术学报. 2014年04期 第495-499页 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

异径测量管三维模型

嗬胛猦w，则缩径方管和均匀圆管其磁路平均长度L分别为h+2hw和D+2hw。在励磁线圈匝数同为N，励磁电流同为I时，可粗略估计得到在缩径管矩形截面部位的励磁磁场强度约为:BS=D+2hwh+2hwB(7)EiS=BSDVavS=4D+2hwh+2hwBDVavS(8)以入口处内径50mm的测量管为例，D为50mm，h为12．5mm，hw的典型值为8mm，将上述数据代入式(9)可知，异径管传感器与测量管为均匀圆管的传统设计相比，传感器测量灵敏度可提高8倍以上，为减小励磁电流来降低流量计功耗提供了可能性。图2电极与线圈铁芯的位置关系2取样电极尺寸和励磁线圈匝数的影响为了优化异径管电磁流量传感器的设计，制做了局部管段具有矩形截面的异径测量管传感器样机。测量管入口为内径50mm圆管，总长度200mm;缩径部分截面为高15mm、宽37mm的矩形，缩径部分长度为60mm。1号电极为直径6．5mm的圆形点电极，2号到6号电极为矩形平板电极，电极材质为不锈钢。2号电极长15mm，高13mm;3号电极长25mm，高13mm;4号电极长32mm，高13mm;5号电极长60mm，高13mm。励磁线圈是一对矩形线圈，一对E形铁芯使外围磁路闭合并达到提高测量管内磁场强度的目的。线圈骨架长52mm、宽46mm、厚22mm，内孔为长32mm、宽26mm的矩形。Ⅰ型线圈用直径0．6mm漆包线绕120匝;Ⅱ型线圈用直径0．4mm漆包线绕250匝。励磁线圈在电极对附近区域可生成一个近似均匀分布的励磁磁常线圈、铁芯、平板电极在管道上的相对位置关系如图2所示。496

样机数据电极型号1号线圈仪表系数最大误差/%2号线圈仪表系数最大误差/%10．54482．300．25381．2720．50140．540．24070．4530．52720．890．25130．6840．55260．560．27630．6550．68501．190．33211．22励磁线圈的形状尺寸受异径测量管的形状尺寸及传感器整体尺寸等设计要求的限制。励磁线圈形状尺寸确定后，应在满足励磁电流、线圈内阻等条件下尽可能增加线圈匝数。励磁线圈采用E形铁芯时磁场分布主要集中于磁芯中部面向管道的开口部位，平板电极在沿流体运动方向上应近似铁芯尺寸的二分之一。图3异径管电磁流量传感器样机3样机和实验结果基于以上分析，由前述异径测量管配合2号平板电极和Ⅱ型励磁线圈组成优化的电磁流量传感器样机，如图3所示。497

【参考文献】：
期刊论文
[1]具有异径测量管的低功耗电磁流量计研究[J]. 刘铁军,宫通胜,陈寅佳.  传感技术学报. 2013(03)
[2]便携式低功耗电磁流量计测量电路的设计[J]. 靳笑宇,苏兆棠,莫德举.  仪器仪表用户. 2005(01)
[3]微流量智能电磁流量计的研究[J]. 丁立申,吴国玢.  上海理工大学学报. 2000(01)



本文编号：2902112