恒磁式電磁流量計的開發  一

摘要

現有的電磁流量計都是靠通電線圈產生交變磁場，因為電化學及其他因素會在恒定磁場勵磁的電磁流量計測量電極上產生嚴重的極化現象，由此使得隨機變化的極化電壓完全淹沒反映流速的感應電動勢。因此，極化電壓一直是電磁流量計測量的主要障礙，恒磁(包括永磁體和直流電)式勵磁的技術始終是電磁流量計研究的主要難點之一。目前，恒磁勵磁的方法僅僅適用于液態金屬的測量。但是，恒磁式電磁流量可以用永磁體產生磁場，由此可使儀表的功耗大大降低，充分擴大電磁流量計的應用領域，提高它在低流速下的測量能力。本論文的目的是探索一種實驗方法，以證明電磁流量計采用恒磁勵磁的可行性。

本文研究了磁鋼勵磁的電磁流量計的信號處理方法和系統設計，從傳感器的設計到信號處理方法等方面都提出了一些開創性的思路。通過多種實驗，從抑制極化電壓的角度考慮，本文設計了一種動態跟蹤反饋控制極化電壓的方法，并詳細分析推導了該方法的測量原理。設計低功耗測量電路，編寫基于Microchip單片機的軟件程序。極化電壓被控制到一個恒定的數值范圍后，反應流速的直流電壓能定性穩定地測量出來，并最終實現了電池供電。

通過和已經標定好的電磁流量計進行比對測量，實驗結果的穩定性和重復性都顯示出恒磁式電磁流量計潛在的應用前景。從理論和實驗兩方面都證實了電磁流量計采用恒磁勵磁的方法的可行性，該方法的探索將為電磁流量計開拓新的研究空間，最終有望實現該技術的產品化。

電磁流量計