恒磁式电磁流量计极化控制方法研究现状
恒磁式电磁流量计极化控制方法研究现状
国内外对恒磁式电磁流量计的研究比较少，其应用范围也十分有限。已有的恒磁式电磁流量计于原子能工业的试验和生产过程中，用于测量导电率*、流体内阻特小而且几乎不产生极化效用的液态金属(例如汞，液态金属钠等)的流量，其测量原理图如图1．2所示。但是，随着电子技术的发展，以及信号处理方法的完善，使恒磁式电磁流量计应用到一般的工业中成为可能。图1-2液体金属测量原理图
恒磁式电磁流量计设计过程中的主要问题就是金属测量电极的极化问题。与被测电解质液体接触的金属电极会发生电化学反应，使正负离子分别在测量电极表面上堆积，导致测量电极两端产生极化电压。如果极化电压过大，就会淹没反映流量信息的感应电动势。为了克服电极极化，目前市场上所应用的电磁流量计大多采用交变励磁。在交变励磁的电磁流量计中，通过不断变换励磁的方向，能够基本消除测量电极表面的极化现象。然而，在交变励磁的电磁流量计中，励磁功耗在电磁流量计中的总功耗中占了很大的比重。恒磁式电磁流量计利用磁钢(恒磁)励磁技术，励磁方式简单，且励磁部分的功耗为零，从而可以开发出低功耗电磁流量计，甚至于电池供电的电磁流量计，这在能源相对紧缺的今天，是相当有竞争力的。而要实现这一目标首先必须克服电极表面的极化问题，这是非常困难的。从法拉第开始至今的一百七十多年的时间里始终无法找到一种合适的方法。
恒磁式电磁流量计的极化控制方法，目前国内外研究人员针对这一问题提出了不少的研究思路并取得了一定的成果。1997年，日本的HATAKE RIICHI申请了电磁流量计的[13】，其传感器结构示意图如图1．3的(a)和(b)所示。步进电机(a) (b) 图1．3永磁体励磁的传感器结构示意图
为了减小系统的功耗，在测量管道的外壁放置一块永磁体(如图a)，也可用两块旋转方向相反的永磁体(如图b)，该永磁体可在驱动装置(如步进电机) 的作用下旋转，因而磁场方向是交替变化的。两个电极的空间直线连线方向、磁场方向和流速方向三者两两垂直，因为不会在电极表面产生极化现象，流速可以准确测量。另外，由于采用非常低功耗的步进电机，整个电磁流量计的功耗可大大降低。
该方法的特点在于旋转永磁体，以得到方向交替变化的励磁磁场。但是， 从本质上讲，本的设计思想和采用通电线圈的正反励磁方式以消除极化的原理相同，没有实质性的变化。而且，用电机驱动永磁体旋转运动，电磁流量计的整体能量消耗很大，并没有实现真正意义上的低功耗。
浙江大学提出了一项，利用在电极上施加交流电场激励来抑制极化电压的方法【141，其思路是在非采样时间内采用在电极上施加快速变化的交变电场来抑制传统直流励磁测量非金属流体时严重的极化现象，采样时间内永磁式励磁又避免了交流电磁场的干扰。上海大学提出了一项，对测量电极进行等电量动态反馈的方法来克服磁钢励磁电磁流量计的电极极化问题【15】，并实现了具有实际应用价值的恒磁式电磁流量计。目前根据上海大学的研究成果， 恒磁式通用电磁流量计在低流速上的测量已经取得了比较理想的实验结果，进一步工作将是使磁钢励磁的电磁流量计技术走向产品化。扩展阅读：开封中仪流量仪表有限公司专业生产电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计、文丘里流量计、V锥流量计、V型锥流量计、喷嘴流量计、插入式电磁流量计、智能电磁流量计、分体式电磁流量计、一体式电磁流量计、标准孔板流量计、标准孔板、一体化孔板流量计、标准喷嘴流量计、长径喷嘴流量计、标准喷嘴、长径喷嘴、插入涡街流量计、智能涡街流量计，更多信息请访问开封中仪网站：
