电磁流量传感器灵敏度研究.pdf

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1、第38卷第3期2017年3月自动化仪表PROCESSAU7r0MAⅡ0NINSTRUMENT加ONV01．38No．3Mar．2017电磁流量传感器灵敏度研究史晓春，杨慧佳，黄有军(艾默生过程控制流量技术有限公司，江苏南京211100)摘要：根据电磁流量计的测量原理以及磁路欧姆定律，分别对影响传感器灵敏度的线圈匝数、磁导率、线圈宽度和传感器长度等因素进行了分析、仿真和标定。试验结果表明，传感器灵敏度与线圈匝数和线圈宽度成正比；导磁材料硅钢片能有效增强磁感应强度。Ma】【weⅡ仿真表明，增加了硅钢片之后磁感应强度沿电极连线增强约12％，沿管道内壁增强约20％，传

2、感器增益标定值提高12．7％；对于6英寸传感器，采用标准线圈。当传感器长度为6．1～9．1英寸时，既有效利用了线圈产生的磁场，又实现了最经济设计。关键词：电磁流量计；变送器；传感器；灵敏度；励磁；磁感应强度中图分类号：n1814；11P23文献标志码：ADOI：10．16086／j．cnki．issnlooO—0380．201703027ResearchontheSensitiVityofElectromagneticFlowSe邶orSHIXiaochun，YANGHuijia，HUANGYoujun(E啪rsonProcessMaIlagemenlnowT

3、echnologiesCo．，hd．，Nanjing211100，Cllina)A陋tract：Accotdingtothemeasuringprinciple0felectmma印eticⅡoⅧeterandtIIemagnetic0llI晒Law．tllefactors山ata矗．ecttllesensitivi哆0fsensorareanalyzed-simlllatedandcalibrated；theseincludetllenuInberofcoiltums。magnebcpe肋e8bilit)，，coilwidmaIldlen对hofthesen

4、sor．Theresuhsshow【hatthesensitiv衄ofsensorispmponional诵山tllenuIIlberofcoiltumsandcoilwidtIl；t11epernlea：blematerialsiliconsteelsheetcane珏宅ctivelyenhancethemagneticinductioninte璐ity．TheMaxweUsimulationshowstIlataftersiliconsteelsheetbeingadded，tIIemagneticinductionintensityisstrengtll

5、enedbyabout12％alongtheconnectionofelectrodes，aIldbyabout20％alongthepipeinnerwall，aJldtllecalibratedgainvalueincre嬲es12．7％．F缸a6inchessensorwithstandaIdcoil-whenthesensorlen醇hisbeMeen6．1to9．1inches。tllemagnetic6eldgeneratedbymecoili8e髓cdvelyutilized，and山ernosteconoInjcaldesigllisals0r

6、ealized．Keywords：Electromagneticnowmeter；Tmnsmitter；Sensor；Sensitivi哆；Excitation；Magneticinductioni璐le璐it)rO引言电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电性液体体积流量的仪表。由于其具有无压损、可测流量范围宽、被测液体温度范围宽、成本低等特点，已被广泛应用于水和废水处理、矿业和冶金、食品和饮料、造纸、电力等工业领域中，用来测量自来水、污水、矿浆、啤酒、果汁、纸浆、泥浆等各种酸、碱、盐溶液¨o。电磁流量计由传感器和变送器组成，传感器将管道中流体的

7、流速转换为电信号，通过电极把电信号引入变送器，变送器对电信号进行放大调理并转换成标准电信号输出。传感器主要由磁路系统和电极等组成，磁路系统产生磁场，流体流过磁场切割磁力线产生电动势，电极将产生的电动势引入变送器。该电动势极其微弱，一般在0．2一O．4mV／(1n／s)的范围之间，无法直接测量。对于不同尺寸的传感器要求得到相同的灵敏度，或者已知要求的灵敏度如何设计传感器就成了亟待解决的问题。1测量原理根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动且切割磁力线时，在导体两端便会产生感应电动势。电磁流量计工作原理如图1所示。湍图1电磁流量计工作原理示意图Fig．1Wor

8、lc吨principleofelect