电磁流量转换器干标定原理剖析
电磁流量转换器干标定原理剖析
POTOK装置的原理涉及了俄罗斯电磁流量计干标定技术的关键部分，属于国际电磁流量计干标定行业的前沿技术。对于这项技术，合作时俄方并没有提供相关关键技术资料给中方。另外，由于俄方的技术保护，也很难从俄方直接获得该项技术的关键资料。本课题对POTOK装置进行原理上的剖析，需要大量搜索和查阅相关文献，并通过合作过程中和俄方专家的讨论以及自己不断地摸索和总结才能取得有效成果。因此，对POTOK装置的原理剖析是本课题的难点所在。应用中的POTOK装置对电磁流量计干标定采用的是电磁流量传感器和转换器分离标定的方法。这里也将分别针对POTOK装置干标定电磁流量传感器的原理和POTOK装置干标定电磁流量转换器的原理进行分开剖析。
POTOK装置标定电磁流量转换器基于的是等效电阻网络法，该方法和当前国内通用的使用模拟器检定电磁流量转换器线性度的办法本质上并无差别。下面对这种方法进行剖析113Jill： 电磁流量传感器基于法拉第电磁感应定律而工作，电磁流量转换器提供电磁流量传感器线圈所需的励磁电流，电磁流量传感器中的励磁线圈在励磁电流的作用下在传感器管道中建立磁场。目前，电磁流量计使用得最多的励磁方式是低频矩形波励磁，按电磁基本原理可以引入励磁电流I与磁场B之间的关系式，如式(2．1)所示mI。式中，k'表示电磁流量传感器的励磁常数。B=k’I (2．1) 将式(2．1)代入式(1．1)，得到式(2．2)，如下： U=肚’lDv (2．2) 式(2．2)通常被称为传感器在励磁电流I下的信号变送方程，它反映了励磁电流I影响传感器信号变送的灵敏度。式中，k，．k’，D都是常数，于是假设： K=触’D (2．3) 即K是单位流体流速v与单位励磁电流l下能变送出的电压信号U。从传感器的励磁电流I与感应电动势u的对应关系，可以引出传感器等效电阻的概念， 即在励磁电流I关系下，传感器可描述为一个随被测流体流速v变化的可变电阻R： R：一U kk'lDv：Kv (2．4) l l 这样，式(1．1)可以改写成式(2．5)的形式： U=1×R (2．5)
电磁流量转换器干标定就是标定电磁流量转换器的线性度。其基本思想如下：电磁流量转换器正常工作时，转换器流量示数Q t-示和传感器电极感应电动势u之间应该存在正比例的关系。为了验证Q；。和U之间是否满足这种正比例关系，只需使用一组线性的电磁流量传感器感应电动势信号u输入电磁流量转换器，根据电磁流量转换器显示出来的Q z。数值判断其是否符合对应的线性度要求，从而就可以标定电磁流量转换器。
标定电磁流量转换器时，POTOK装置的主要作用就是产生输入给电磁流量转换器的一组可以模拟电磁流量传感器电极间的流量感应电动势线性信号。式(2．5)已经表明，电磁流量传感器可以等效为一个随被测流体流速v变化的可变电阻R。因此，要模拟一组电磁流量传感器电极感应电动势只需应用物理电路学中的欧姆定律就能满足要求：利用电磁流量转换器输入电磁流量传感器的励磁电流，将此电流通过一个恰当阻值范围的可变电阻器，调节可变电阻的阻值，可变电阻两端产生的电压就可以模拟出需要的线性电压信号。POTOK装置标定电磁流量转换器正是基于以上原理，这在理论上无疑是方便易行的。可事实上要找到这样的可变电阻并不容易。通常，电磁流量转换器接受来自电磁流量传感器的信号，对应1 m／s流体流速时的电磁流量传感器感应电动势输出值基本都小于0．4mV，而电磁流量转换器的励磁电流值都在100mV左右。这就要求可变电阻阻值的数量级就非常小，大概要小于10。o量级。很显然，要直接获得这么小的可变电阻事实上是不可能的。
POTOK装置为了实现如此小的电阻，采用了等效电阻网络的方法。这种方法的本质是基于电阻分压的思想。图2—2是等效电阻网络分压思想的示意图。图中，1连线代表了电磁流量转换器励磁电流的输出端，2连线代表了电磁流量转换器励磁电流的返回端，3、4连线表示的是输入给电磁流量转换器的电磁流量传感器电极感应电动势的模拟线性信号。图2-2等效电阻网络分压示意图如果保证R2<<RI+R3，很容易可以得到式(2．6)： U：IxR2×旦(2．6) 冠3+Rl 式中U——模拟传感器信号电压： l——励磁电流：Rl，R2，R3——电阻。值得注意的是，图2—2中，R1，R2，R3并不能理解为单个的电阻，它们只是用来代表阻值的电阻符号，实际应用中的Rl，R2，R3可能又是由许多不同阻值的电阻通过各种不同的方式连接得到的。
等效电阻网络通过电路中若干电阻的串并联，有效地实现了所需要的微小电阻。通过电阻分压思想，POTOK装置成功模拟出了电磁流量传感器的电极流量感应电动势，从而实现了电磁流量转换器的干标定。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：
