电磁流量计：设计考虑和解决方案

    哪些工业领域使用流量计?
    “如果你不能衡量，你就无法管理。这是工业领域的口头禅，尤其适用于流量测量。简单地说，对流量监测的需求不断增加，往往要求更高的速度和精度的监测。工业流量测量在一些领域很重要，例如家庭垃圾。随着人们越来越重视环境保护，为了使我们的世界更清洁，污染更少，废物的处理和监测变得非常重要。人类消耗大量的水，随着人口的增长，它将增长得更多。流量计对于监测生活污水和作为污水处理厂过程控制系统的组成部分至关重要。流量计也用于许多工业控制过程，包括化学/制药，食品和饮料，纸浆和造纸等。此类应用通常需要在存在大量固体的情况下进行流量测量，这是大多数流动技术难以满足的要求。

    运输计量领域处理双方之间的产品转移和支付，需要流量计。一个例子是通过大型管道系统运输石油产品。在这种应用中，即使流量测量精度随时间的变化很小，也可能导致一方损失或显著收益。

    电磁流量计
    为什么电磁感应是液体流量测量的理想选择?
    对于液体流量的测量，电磁流量计技术具有几个优点。它的传感器一般连接在管道上，其直径与管道的直径一致，因此测量时不会干扰或限制介质的流动。由于传感器没有直接浸入液体中，也没有运动部件，所以不存在磨损问题。

    电磁法测量的是体积流量，这意味着测量对流体密度、温度、压力和粘度等参数的变化不敏感。一旦电磁流量计用水校准，它就可以用于测量其他类型的导电流体，而无需进一步校准。这是其他类型流量计所不具备的重要优势。

    电磁流量计特别适用于固液两相介质的测量，如泥浆和其他具有悬浮泥浆、固体颗粒、纤维或粘稠物的高导电性介质。可用于测量污水、泥浆、纸浆、纸浆、化纤纸浆等介质。这使得它特别适用于食品、制药等行业，可用于测量玉米糖浆、果汁、酒精、药物、血浆和许多其他特殊介质。

    传感器的输出范围是多少?
    传感器提供差分输出。典型灵敏度范围为150 μv/(mps) ~ 200 μv/(mps)。由于励磁电流的方向是不断交变的，传感器的输出信号幅度将加倍。流量测量范围为0.5 m/s ~ 15 m/s，传感器输出信号幅度范围为75 μv ~ 4 ~ 6 mV。图3显示了由恒流源通电且流体流经传感器时的传感器输出信号。在传感器输出引线上捕获的示波器显示，在大共模电压下有一个非常低的信号位。紫色曲线对应的是正极，红色曲线对应的是负极。粉色曲线是一个数学通道，用来减去正负极。低电平信号位于较大的共模电压中。

    传统的传感器测量方法是什么?
    传统的方法主要是模拟-使用具有高输入阻抗和高输入共模抑制的前置放大器来处理传感器漏电流效应，然后是三阶或四阶模拟带通滤波器和采样保持级，最后是模数转换。规范的模拟前端方法如图4所示。传感器输出信号首先由仪器放大器放大。目标信号必须尽可能地放大，同时避免不必要的直流共模电压使放大器输出饱和。这通常将级仪表放大器的增益限制为zui大10倍。带通滤波器级进一步消除了直流效应，并在进入采样保持电路之前再次放大信号——正是这种差分信号代表了流量——然后被发送到模数转换器。