金荷电磁流量计的传感器磁路参数设计方法
时间:2012-12-19 阅读:1336
金荷电磁流量计的传感器磁路参数设计方法
传感器磁路设计是对已知澳4量管的通径和一定的磁路形状在设定流速(通常按1 m/s)下,求出能够产生一定感应电动势所需要的励磁线圈的匝数和励磁电流,粗略计算功率损失与相位移(或者线圈电感形成的时间常数),以及选择合适的铁芯磁性材料和线圈线径。
由于传感器磁路的空气隙较长、漏磁较大,存在涡流损失、磁滞损失以及磁场有限长度等诸多影响因素,因此电磁流量传感器的磁路计算要比一般变压器、继电器等电工计算要复杂困难得多。所以,传感器的磁路设计往往是在许多简化的条件下,运用粗略的公式作近似计算,zui后还通过实际流量试验校正给予修正。
传感器磁路计算的简化条件是:
(1)忽略磁滞损失和涡流损失这些复杂因素的影响,避免复数运算;
(2)导磁材料的相对磁导率是空气的数百倍甚至更高,所以可以忽略铁芯或磁轭的磁阻,把气隙的磁阻作为整个磁路的磁阻
(3)忽略线圈的形状和外部尺寸的影响,用两个平面平行线圈的磁路来模拟等长的磁路气隙,按均匀磁场计算磁路参数。计算结果与实际情况之间的偏差由标定系数予以修正。
由电磁流量计的工作原理(式2-2,E= BDu)可以计算工作磁场的磁感应强度B 对于相同的平均流速,要得到同样的感应电动势,则传感器口径越大,所需要磁场的磁感应强度越低。对于一定口径的传感器,要增大感应电动势E,磁感应强度B应该成比例的增大。实际计算中多数是传感器公称通径D来设计传感器的。流量的范围非常大(可以是几升每小时,也可能是数十万立方米每小时),平均流速的范围相对要窄得多(zui高流速不过十数米每秒)。因此,我们先设定一个传感器在单位平均流速U下,产生感应电动势E的比值,即流速感应电势的比E/”,譬如。:Im/s。然后,将设计的传感器公称通径D代A(3 - 12)式.就可求出传感器工作磁场的磁感应强度B\ E/v值的大小取决于转换器的灵敏度和处理噪声能力。E/v的大小随着仪表速U下,产生感应电动势E的比值,即流速感应电势的比E/”,譬如。:Im/s。然后,将设计的传感器公称通径D代入(3- 12)式.就可求出传感器工作磁场的磁感应强度B/ E/v值的大小取决于转换器的灵敏度和处珲噪声能力。E/v的大小随着仪表的发展逐渐下降。现代交流励磁,一般取ImV有效值;对低频矩形波励磁,一般取0,2 - ImV。随着电子元器件、集成电路性 能的提高和单片计算机技术的发展,低功耗和二线制仪表以及特殊情况甚至可取0.ImV以下。