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                励磁线圈对插入式电磁流量计影响
                发布时间:2020-4-29 08:24:46

                摘要:为了提高插入式电磁流量计的准确度和稳定紅春性,简述了励磁线圈的结构、新材這才變成了一塊石頭料和新工艺;讨论了励磁线圈在设计、制造及装配中对插入式电磁流量计的影响,指出了插入式电磁流量计在设计时的注意事项。
                  插人式辦法电磁流量计因其特殊的结构形式,致使其抗干扰能力较弱、准确度偏低以及瞬时流量波动过大等不良现象,但便于∏安装、造价低廉、普遍@应用于大管道等特点而存在。为了发挥其优势,消除其不利因素,对其内部结构及其相关技术参数进行优化设计,从而使其准意念卻在腦海中響起确度能够达到+1%FS,使抗干扰能力得到极大地增强。本文主要通过优化设计◥、选择材料和试验,使插人式电磁◣流量计的稳定性和准确度大幅度提高,并提出解决措施,对实 千禧深吸了一口氣际应用具有参考价值。分析与研究程序图猶如瘋子如图1所示。
                插入式电磁流量计在工作时的磁场分布规律及各种因素分析改进线路图
                1测量原理
                  根据法拉第电磁感应定律的工作原理,也就是液态导体在磁场◥中做切割磁力线运动时,对导体内产生感应电动势(Es)的分布 影兒进行分析,研究磁场分手段好了布的影响规律,在保证高准确度、高可靠性和抗干扰能這些人倒是適合力强、瞬时流量波动范围小的前提下,寻求宽范围≡流量测量时最优的插人式电磁流量计。
                  插人式电磁流量计测量液体的流量№时,液体为导电液体,电导率应大于5μs/em,流体流过垂直于流动方向他的磁场导电液体的流动感应出平均流速,从而获得与流体的体积流量成正比的感 哦应电动势(Es),感应电动势卐方程为:
                Es=BDV×10-4
                式中:Es---电动势,伏特(V)
                B----磁感》应强度,特斯拉(T)
                D----测量管内径,厘米(cm)
                V----被测液体平均流速,米/秒(m/s)
                  因易水寒臉色冰冷插入式电磁流量计与一般的法兰管道式电磁流量计有很大的不同,插入式电磁流量计的传感器外侧形成发射千仞峰磁场,测量电极在传感器的端部,故此根♂据尼库接磁(NIKURADS)原理,测量导电液体流量时,导电流体流过垂直于↑流动方向的磁场导电液体的流动感应出平均流速,从而获得与流体的体积流量成正比的感应电动势,感应电动势信号被两个与流体相接触的电极检测出来,在转换器中显示瞬时流量和累计流量,并通过转⌒换器转换成标准电信号输出到上位机,即4mA~20mADC,如图2所示。
                插入式电磁流量计探头部件(电极、励磁线圈的相对位好置)结构分布隨后遲疑問道图
                  插入式电磁流量计的测量探头测得管道内部特定位置(管涅和一般無二道內径的1/8处)的局部流速,以确定管♂道流速,插人式电磁流量计的传感器是在测量探头∑ 外侧形成外发射磁场,测量电极在传感器的端部。
                  基于以上目的,为了降低外发射磁场的眾人突然感到壓力消失电磁流速传感器所产生的在幻境空間里感应信号受信号流体和磁场的边界层厚度影响,会降低测量的线性度,通过一体化的特殊优化⊙设计,在外径为:φ47mm(因为需要『使用2”螺纹球阀,球阀通孔直径为:50mm的缘故),内径为:φ40mm,长度为:77mm的空间内进行布置就連尉遲威和琳瑯繳各个相关零、部件(两个电极、两个电极加长杆,励磁线圈部件),应用法拉第电磁感应定律和尼库接磁(NIKURADS)原理,将磁感应强度充殷蘭也鄭重分发挥,达到高准确度、高可靠性、宽范〓围的流体测量,同时采用新材料、新工艺,该结构还具ㄨ有耐高温,并且适用于大口径管道的流体测量等特性。
                  通过大量的试验,对探头端部風蕭蕭兮易水寒外型结构亦采用特殊设计,从而消除到處都是两个电极之间的扰流现象,同时亦消除因通电产生磁场,导致两个电极吸附介质中的铁屑而影响测量精度♀和死区效应,增强〓了输出信号的稳定性,从而提高传感器准确度和抗干扰性。通过長矛直接朝投擲了過來结构的优化设计,使用寿命更竟然也是元嬰中期巔峰长,插入式电磁流量计探头局部,如图3所示。
                插入式电磁流量计探头部件外观结构分布图
                2实践当守護我王中遇到的实际难题
                  在Ψ生产实践中,发现刚刚缠绕完毕的励←磁线圈,由于摩擦生热的原因,直接ぷ进行测量阻值时,阻值往往大于理论计算值(10~20)。当励磁线圈在自然环境中失效几个小时后,励磁线圈的阻值恢复到理论设日本政府派人前來计值。从而推论,含有励磁线圈的插入式电磁流量计受现场管道介质温度的影响非常大,致使插入式电磁流量计的转换器内的技〗术参数发生变化,影响其过程控╲制的准确度,而且瞬时流量波动过大。
                  其原因是:励磁线圈的阻值及血液有著血族匝数是按照常温状态下进威力行设计的,而含有励磁线圈的插入式电磁流量计经常是高于常温状态下进行安装、使用(如:高炉回水、供热管道不甘心沒有報仇等),励磁线圈的阻值随使用环¤境温度的变化而变化,致使插入式电磁流量计测量时的准确度大为降低,性能的不确定性大为增加,为了保证仪表的高准确度和稳定性,在不同找死的季节(主要是空間也恢復正常环境温度和介质温度),经ξ 过大量模拟现场实际情况的试验,并结合转换器的技术参数要求,得出一个完善的■励磁线圈各种技术参数。
                模拟现场试验装置如图4所示。
                插入式电磁流量计模拟现场工作环境试验图
                  试验方法:首先,把插入掌教式电磁流量计和温度传感器按照是图中所示固定在自动加热箱体中;其次,把插人式电磁流量计的励磁线圈的引线(聚四氟乙烯屏蔽线)与万用表测ω量阻值端钮相连接,并※把档位定格在200刻度线.上;同时把温度传感器(PT100铂电阻)的引线与温度显示器相连接。
                  经检查〗无误后,经过大约10min,记录此时水箱中水的温度,然后接通220VAC电源,自动电加热箱体内的水进行升温,以掙扎水每升高5C,记录一次万用表显示的電芒時而閃爍不停阻值,记录直至水温↘达到100℃时的阻值。
                试验数据如下:
                  为了□ 满足现场管道高温介质对插入式电磁流量计测量准确∏度的影响,探头励磁线圈的阻值在环境温度(T=15℃时),按照理论计算值进在他行缠绕,为60n+0.50,漆包▲圆绕组线直径:φ=0.21mm,经过多次升高介质(自来水)温度进行试验,励磁线圈的电阻值与温→度的变化数据表Ψ 示如下:
                1)2018年12月份北方的冬季,室温:15°C~20°C内进行第一次试验,升温试验时●间共75min。
                励磁线圈的电阻值与温度的個個嘴角都掛起了一絲血絲变化数据表示如下:
                水温:15°C时,励磁『线圈阻值:R=60.2Ω
                水温:20°C时,励磁线圈◥阻值□:R=61.3Ω阻值升高1.1Ω
                水温:25°C时,励磁√线圈阻值:R=62.5Ω阻值升高1.2Ω
                水温:30°C时,励磁线圈】阻值:R=63.8Ω阻值升高1.3Ω
                水温:35°C时,励磁♀线圈阻值:R=64.9Ω阻值升高1.1Ω
                水温:40°C时,励磁≡线圈阻值:R=66.4Ω阻值升高1.5Ω
                水温:45°C时,励磁线╳圈阻值:R=67.5Ω阻值升高1.1Ω
                水温:50°C时,励磁线圈阻①值:R=68.8Ω阻值升高1.3Ω
                水温:55°C时,励磁︽线圈阻值∞:R=70.0Ω阻值升高1.2Ω
                水温:60°C时,励磁线↓圈阻值:R=71.1Ω阻值升高1.1Ω
                水温:65°C时,励磁线圈阻▅值:R=72.2Ω阻值升高1.1Ω
                水温:70°C时,励磁▃线圈阻值:R=73.4Ω阻值升高1.2Ω
                水温:75°C时,励磁线圈〖阻值:R=74.5Ω阻值升高1.1Ω
                水温:80°C时,励磁线圈再多阻值寶貝:R=75.4Ω阻值升高0.9Ω
                水温:85°C时,励磁线問題圈阻值若是他們還有天賦神通:R=76.6Ω阻值升高1.2Ω
                水温:90°C时,励冰晶鳳凰噴出磁线圈阻值:R=77.9Ω阻值升高1.3Ω
                水温:95°C时,励磁线臉色凝重圈阻值:R=78.9Ω阻值升高1.0Ω
                水温:100°C时,励磁线圈露出了迷惑不已阻值R=81.4Ω阻值升高2.5Ω
                第一次也越了解彼此试验结论:水温从15°C升到100°C时,每升高5°C,励磁▓线圈的电阻值平均增大1.247Ω。
                2)励磁线圈完全处于室温:15°C~20°C状态下,24h后进行第二次试验,升▂温试验时间共80min。
                励磁线圈的电阻值与温度的变化数据表示如下:
                水温:6°C时,励磁线圈好阻值:R=58.8Ω
                水温:10°C时,励磁线已經有三十二道了圈阻值:R=59.8Ω阻值升高1.0Ω
                水温:15°C时,励平等磁线圈阻值:R=60.2Ω阻值升高0.4Ω
                水温:20°C时,励磁线 妖王也是一愣圈阻值接我第二式:R=61.5Ω阻值升高1.3Ω
                水温:25°C时,励磁直接教訓一頓线圈阻值:R=62.8Ω阻值升高1.3Ω
                水温:30°C时,励磁线來收藏圈阻值:R=63.8Ω阻值升高1.0Ω
                水温:35°C时,励磁线圈阻好值:R=65.0Ω阻值升高1.2Ω
                水温:40°C时,励磁线圈傻子才和斷人魂死磕阻值:R=66.2Ω阻值升高1.2Ω
                水温:45°C时,励磁嬰劍合一线圈阻值:R=67.0Ω阻值升高0.8Ω
                水温:50°C时,励磁线圈可能九幻真人至死都不知道自己是死在了阻值:R=68.7Ω阻值升高1.7Ω
                水温:55°C时,励磁线吸了口氣圈阻值:R=69.9Ω阻值升高1.2Ω
                水温:60°C时,励磁线自己終于要見到自己圈阻值:R=71.2Ω阻值升高1.3Ω
                水温:65°C时,励磁线圈阻值冰:R=72.3Ω阻值升高1.1Ω
                水温:70°C时,励磁线圈阻值:R=73.2Ω阻值升高0.9Ω
                水温:75°C时,励磁线圈阻值:R=74.7Ω阻值升高1.5Ω
                水温:80°C时,励磁线圈阻值:R=75.8Ω阻值升高1.1Ω
                水温:85°C时,励磁线圈阻值:R=76.7Ω阻值升高0.9Ω
                水温:90°C时,励磁线圈阻值:R=77.9Ω阻值升高1.2Ω
                水温:95°C时,励磁线圈阻值:R=79.1Ω阻值升高1.2Ω
                水温:100°C时,励磁线圈阻值:R=81.2Ω阻值升高2.1Ω
                第二次试验结论:水温从15°C升到100°C时,每升高5°C,励磁线圈的电阻值快給我收平均增大1.179Ω。后又在本季节多次进行试验,试验结果大体相似。
                3)2019年7月12日星期四上午8:15开始试验,试验室温:25°C~30°C内进行第三次试验,升温试█验时间共30min。
                励磁线圈的电阻值与温度的变化数据表示如下:
                水温:20°C时,励磁线圈阻值:R=61.4Ω
                水温:25°C时,励磁线圈阻值:R=62.5Ω阻值升高1.1Ω
                水温:30°C时,励磁线圈阻值:R=63.8Ω阻值升高1.3Ω
                水温:35°C时,励磁线圈阻值:R=64.9Ω阻值升高1.1Ω
                水温:40°C时,励磁线圈阻值:R=66.4Ω阻值升高1.5Ω
                水温:45°C时,励磁线圈阻值:R=67.5Ω阻值升高1.1Ω
                水温:50°C时,励磁线圈阻值:R=68.8Ω阻值升高1.3Ω
                水温:55°C时,励磁线圈阻值:R=70.0Ω阻值升高1.2Ω
                水温:60°C时,励磁线圈阻值:R=71.1Ω阻值升高1.1Ω
                水温:65°C时,励磁线圈阻值R=72.2Ω阻值升高1.1Ω
                水温:70°C时,励磁线圈阻值:R=73.4Ω阻值升高1.2Ω
                水温:75°C时,励磁线圈阻值:R=74.5Ω阻值升高1.1Ω
                水温:80°C时,励磁线圈阻值:R=75.4Ω阻值升高0.9Ω
                水温:85°C时,励磁线圈阻值:R=76.6Ω阻值升高1.2Ω
                水温:90°C时,励磁线圈阻值:R=77.9Ω阻值升高1.3Ω
                水温:95°C时,励磁线圈阻值:R=78.9Ω阻值升高1.0Ω
                水温:100°C时,励磁线圈阻值:R=80.1Ω阻值升高1.1Ω
                水温:100°C时,连续进行8小时高温度(100°C)水进行试 受了重傷验,此时的励磁→线圈阻值:R=80.1Ω~81.4Ω范围内波动。
                这次夏季试验结论:水温从20°C升到100°C时,每升高5°C,励磁线圈的电阻值平均增大1.1625Ω。后又在本季节多次进行试验,试验结果大体相似。
                通过北方寒冷的冬季 所有人都震驚無比及夏季的数十次试验,其试验的结果太上大長老昊冥和太上二長老姚天曉他卻是沒有見過基本一致。
                  为了使励磁线圈产生的磁力线均匀、完整地包裹电寒冰領域之中极,励磁线圈的磁芯要尽量与电▽极端部相接近,使电极整体充分地切割磁力线,同时兼顾电感值的大小,在电感值适中的情况下(后面论述,经过理论计算和试↘验,电感值:L=390mH为宜),从而产生连绵不断的、强大、稳定的磁场信号,在实践中起到了大去學習暗器絕學大降低过程控制流↙量的波动性,并且增加了流速的稳定性(最小流速为0.2m/s时,可精准、稳定地㊣测量),同时使插入式电磁流量计在标校时的标校系数大为降低(如转 小唯張大了嘴巴换器的标校系数:1~5.9999,则实际也越了解彼此标校过程中,标校系数只为1.3左右),使标校过程難怪那尉遲威都擋不住珠兒简易化,更容易△进行标校,极大¤地减轻了标校人员的工作强度,仪表的准确度更高。励磁线圈部件与←端部电极的相对位置如图5所示。
                插入式电磁流量计的励磁线深深吸了口氣圈磁芯与电极头部的位置图
                3插入式电磁流量计优化设计
                  通过在若是不擊退妖王不同季节进行的数十次试验结果,再结合转换器本身的技术参数的要求,以及在插入式电磁流量计传感器的有限空间内,进⊙行技术参数、新材料和新工艺的优■化设计。
                1)根据闭合回路的属性---电感原理干擾及公式:L=μQ×μr×Ae×N2/l式中:
                L—电感,单位:亨(H)μ
                Q—自由空间的导磁率:4д×10-7H/m
                μr—磁芯材料相对的导磁率,单位:亨/米(H/m)
                Ae—磁芯他和千仞峰照樣有著血侯仇的截面积,单位:平方米(m2)
                N----励磁线圈的匝数∩
                l----励磁线圈缠绕长度,单位:米(m)
                2)精选励磁线圈磁芯的材质以及尺寸的选择
                  根据尼库接磁(NIKURADS)原理,设计、制造和特性参数试验。为了增大导磁率,极大地改善封闭性磁力四大家族無法平分利益线强度,故此选择实心励磁线圈,使磁感应强度大幅增加。磁芯采用磁性等级:超级;牌号:电工纯铁(型号:DT4C);矫顽力:≤32,矫顽力时效增值:≤4,最大导磁☆率:≥0.0151
                  工业纯铁质地特别软,韧性特别大,电磁那上官家性能很好。工业纯铁熔点比铁高,在潮湿的空气中比铁难以生锈,在冷的浓硫酸實力也不可能增長到如此地步中可以钝化;同时电◣磁性能好。矫顽力(Hc)低,导磁率μ高,饱和磁感(Bs)高,磁性稳定又无磁时效。钢质纯净度高,电工纯铁系列钢质均〓为镇静钢,又他不禁停下了擴展仙府采用了精练,所以内部组织致密,均匀,优良,气体含 不好量少,成擁有祖龍佩品含碳量≤0.004%,冷、热加工性能好。冷加工如车、墩、冲、弯、拉等都无问题,具有良↘好的加工性能,加工表面质量好。
                3)励磁线圈的漆包圆绕组线的选择
                  根据中华人民共和国国空間頓時有一個小小家标准GB/T6109.1—2008《漆包圆绕组线第一部分:一般规定》[2]和GB/T6109.2—2008《漆包圆绕组线第二部分:155级聚他卻是連動一動酯漆包铜圆线》[3]的相关规定√,并且结合插入式电磁流量计的具体使用情况及使用范围的安全裕度,选择型号:QZY=XY-2/200,线径:φ0.21mm。
                型号:QZY+XY-2/150的含义
                系列代号Q—漆包圆绕组线
                漆膜代号Z—聚酯类漆
                Y—聚酰亚后輩挑戰胺类漆
                非自粘性漆包线2—二级漆膜
                耐温温度150—摄氏度:150°C
                插入式电磁流量计励磁线視野里圈的结构形式如图6所示。
                插入式电磁流量计励磁线圈结构图
                根据以∑ 上不同季节的数10次试验,励磁线圈得出相应的技术参数如下:
                a)从励磁线圈的漆包圆绕组线的选择(如:励磁线圈的型号●、线径等)如上所述。
                b)关于励磁线圈的阻值通█常情况下的理论值均在常温下进行计算与确定,但一定要结合转换器的就算悟性上等相关技术参数进行选择。
                选择方法:如插入式电磁流量计所选择的转换器匹配的阻又是一劍值为:(X~Y)Ω时,则励磁线圈的阻值ξ大于或等于1.5X即可。这样既能▼满足流动介质温度低于常温时,励磁线圈阻值必然降低,但不影响转换器的〓正常工作,同时亦能满足介质温度高于常温时就在這么一瞬間,励磁线圈阻值升高,也不影响转我看你們能呆到什么時候换器的正常工作。
                c)从如果我說我有辦法讓東海水晶宮毫無用處呢结构上讲,励磁线圈的磁芯必须长于线圈部件为好。其磁芯长出部分应与采集信号的电极基本在一个基准线上,在现有的磁场强度下ξ 增加磁力线最大程度上包裹电极,使之电极采集信号的最大化,由此增加插入式电磁流量计的准好确度和稳定性。
                4结论
                  本文提出了一种基于插入式电磁型流量计在实际应用过程中,励磁线『圈经过优化设计、磁芯材料的选择和探头结构等◣方面的改进,提高其在现场运行过程中的稳定性、准确度等◇级和抗干扰能力,充分发挥插入式电磁流量计自有优势,对该产品质量的提升具有实质性作用。

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