電磁流量計(jì)的組成有哪些?

電磁流量計(jì)在結(jié)構(gòu)上一般由電磁流量傳感器和電磁流量轉(zhuǎn)換器兩部分組成。，傳感器安裝在生產(chǎn)過程工藝管道上感受流量信號(hào)，并將流量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電動(dòng)勢(shì)信號(hào)；轉(zhuǎn)換器將來自傳感器的低電平毫伏信號(hào)進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，以便于進(jìn)行顯示、記錄、積算和調(diào)節(jié)控制。一般情況下，傳感器和轉(zhuǎn)換器是分體的，也有的將轉(zhuǎn)換器和傳感器裝在一起，組成一體型電磁流量計(jì)。

一、 電磁流量傳感器

電磁流量傳感器主要由測(cè)量管、勵(lì)磁系統(tǒng)、電極、襯里及干擾調(diào)整機(jī)構(gòu)等外殼部分組成。為了使傳感器穩(wěn)定可靠地工作，準(zhǔn)確地感受測(cè)量信號(hào)，傳感器應(yīng)滿足如下要求：

①能提供一個(gè)足夠大的且與流量成正比的電勢(shì)信號(hào)；

②能把干擾信號(hào)抑制到小程度，使信噪比足夠大；

③能適應(yīng)惡劣環(huán)境條件，工作可靠。

1、測(cè)量管

測(cè)量管是一根內(nèi)部襯有絕緣襯里的高阻抗非磁性材料制成的直管段，其作用是讓被測(cè)液體通過。它位于傳感器中心，兩端帶有連接法蘭或其他形式的聯(lián)結(jié)裝置與管道連接。測(cè)量管的非導(dǎo)磁材料是為了讓磁力線能順利地穿過測(cè)量管進(jìn)入被測(cè)介質(zhì)，高阻抗是為了減少電渦流，內(nèi)部襯有絕緣材料（絕緣襯里）是為了防止電極上的流量信號(hào)被金屬管壁所短路。

2、 勵(lì)磁系統(tǒng)

勵(lì)磁系統(tǒng)是指在測(cè)量管外側(cè)上、下各安裝的一組線圈和鐵心，用以產(chǎn)生勵(lì)磁方式所規(guī)定波形的磁場(chǎng)。其中分段繞組式勵(lì)磁系統(tǒng)可以減小流量傳感器的體積，保證磁場(chǎng)均勻，目前應(yīng)用比較所以廣泛。

3、 電極

電磁流量傳感器的電極一般由非導(dǎo)磁的不銹鋼材料制成，安裝在與磁場(chǎng)垂直的測(cè)量管兩側(cè)管壁上，宜在管道的水平方向，它的作用是把被測(cè)介質(zhì)切割磁力線所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)（流量信號(hào)）引出，并防止沉淀物堆積在電極上而影響測(cè)量精度。電極要與襯里齊平，以便流體通過時(shí)不受阻礙。

4、 襯里

襯里是指在測(cè)量管內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上的一層完整的電絕緣耐蝕材料。絕緣襯里直接接觸被測(cè)介質(zhì)，主要作用是增加測(cè)量導(dǎo)管的耐磨與耐蝕性，防止感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)被金屬測(cè)量導(dǎo)管管壁短路。目前有的采用工業(yè)陶瓷襯里，它耐腐蝕、耐磨損、高溫高壓下不變形，電極與襯里間相燒結(jié)以解決管壁滲漏問題。

5）外殼

一般用鐵磁材料制成，既起保護(hù)傳感器的作用（勵(lì)磁線圈的外罩），又起密封作用。

此外，如采用正弦波勵(lì)磁方式，傳感器還應(yīng)有干擾調(diào)整機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)實(shí)際上是一個(gè)“變壓器調(diào)零”裝置，可以抑制由于“變壓器效應(yīng)”而產(chǎn)生的正交干擾。

二、 電磁流量轉(zhuǎn)換器

流體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)十分微弱，采用50HZ交流電源供電，因而各種干擾因素的影響很大。電磁流量轉(zhuǎn)換器的作用是把電磁流量傳感器輸出的毫伏級(jí)電壓信號(hào)放大，并轉(zhuǎn)換成與被測(cè)介質(zhì)體積流量成正比的標(biāo)準(zhǔn)電流、電壓或頻率信號(hào)輸出，同時(shí)能抑制主要的干擾信號(hào)。

根據(jù)電磁流量計(jì)的測(cè)量特點(diǎn)，轉(zhuǎn)換器應(yīng)滿足下列要求：

1、 線性放大能力

轉(zhuǎn)換器應(yīng)具有高穩(wěn)定性能的線性放大器，能把毫伏級(jí)流量信號(hào)放大到足夠高的電平，并線性地轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。

2、 要求轉(zhuǎn)換器具有很高的輸入阻抗

由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的通道是兩個(gè)電極間的液體，被測(cè)液體的導(dǎo)電性能往往很低，例如100㎜管徑，被測(cè)介質(zhì)是蒸餾水時(shí)，內(nèi)徑約為20KΩ左右。轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗越高，測(cè)量時(shí)就不容易受傳感器內(nèi)阻變化的影響，可測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率下限也可降得越低。另外，即擴(kuò)大了電磁流量計(jì)的應(yīng)用范圍?？紤]到分布電容的影響，故一般希望轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗要大于10MΩ，要超過100 MΩ。

3、 轉(zhuǎn)換器能夠分辨和抑制各種干擾信號(hào)

根據(jù)不同的勵(lì)磁方式，轉(zhuǎn)換器應(yīng)有相應(yīng)的措施抑制或消除各干擾信號(hào)的影響。

如果采用工頻正弦波勵(lì)磁方式，則存在電磁感應(yīng)產(chǎn)生正交干擾和與感應(yīng)電勢(shì)同相位的共模干擾信號(hào)。對(duì)于正交干擾信號(hào)，一方面在傳感器中增加干擾調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)零，另一方面在轉(zhuǎn)換器中利用正交干擾電壓自動(dòng)補(bǔ)償降低正交干擾電勢(shì)的影響，即將經(jīng)過主放大器放大后的正交干擾信號(hào)通過相敏檢波的方式鑒別分離出來，然后反饋到主放大器的輸入端，以抵消輸入端進(jìn)來的正交干擾信號(hào)。對(duì)于共模干擾信號(hào)，可在轉(zhuǎn)換器的前置放大級(jí)采用差分放大電路，以利用差分放大器的高共模抑制比，使進(jìn)入轉(zhuǎn)換器輸入端的同相干擾信號(hào)得不到放大而被抑制。在轉(zhuǎn)換器的前置放大器中增加恒流源電路，能更好地抑制同相干擾。

對(duì)于矩形波勵(lì)磁方式，應(yīng)避開上升沿和下降沿處的微分干擾采樣流量信號(hào)。

4、 應(yīng)能消除電源電壓和頻率波動(dòng)的影響

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)。如果勵(lì)磁電源電壓和頻率有波動(dòng)，必然要引起磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，從而影響測(cè)量的正確性。因此，必須在轉(zhuǎn)換器部分采取措施，以消除電源波動(dòng)的影響。

對(duì)于交流正弦波勵(lì)磁的電磁流量傳感器，磁感應(yīng)強(qiáng)度B也為與電源頻率的正弦信號(hào)。當(dāng)電源電壓或頻率波動(dòng)時(shí)，也會(huì)使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E波動(dòng)。所以，在測(cè)量流量信號(hào)時(shí)，如果只測(cè)量電勢(shì)信號(hào)E，就會(huì)使儀表的工作受電壓和頻率波動(dòng)的影響。為了消除電源電壓和頻率波動(dòng)的影響，可采用測(cè)量比值E/B，而不是僅測(cè)量E的方法。這樣，從流量的基本測(cè)量關(guān)系式可知，當(dāng)管道直徑D固定時(shí)，所測(cè)得的信號(hào)E/B恰能反映瞬時(shí)體積流量q_v，消除電源電壓和頻率的影響。

對(duì)于矩形波勵(lì)磁的電磁流量傳感器，由于磁場(chǎng)強(qiáng)度已基本不受電源的影響，可直接避開微分干擾采樣流量信號(hào)。