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電磁流量計勵磁方式的發展
關鍵字：電磁流量計,流量計 日期：2012-9-3 9:03:15
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如果說非均勻磁場的出現是電磁流量計發展中的一次重要突破，勵磁方式的改進則代表
著電磁流量計發展過程的不同時代特征。表1列出了各種勵磁方式的特點。可以看出，勵
磁頻率和波形的不同，對電磁流量計的性能與應用有著極大的影響。
在工業電磁流量計產品問世之前，應用地磁場和永磁場的直流勵磁僅可用于測量液態金
屬。這是因為直流勵磁不存在電磁感應，流量信號不會使流體產生集膚電流，也沒有正交干
擾。但是，直流磁場的流量計所感應的是直流信號電壓。直流電壓對電解質流體的電化學現
象影響十分突出，極化電壓與流量信號混雜在一起，測量電路難以從合成的信號中分開。于
是，造成了測量輸出的嚴重不穩定。
顯然，勵磁頻率越低，正交干擾和同相干擾就越小，于是零點變動就能大幅度地降低和
穩定。對于低頻勵磁，感應信號的反應速度很低，極化干擾也突出。通常低頻矩形波勵磁頻
率大都在1／32～1／2工頻的范圍內。為兼顧直流勵磁和交流勵磁的優點，因此采用的勵磁頻
率為1／8工頻最為適宜，而電容式電磁流量計則考慮到減小容抗和降低電導率測量流動躁聲
的緣故，需要用100Hz以上較高的勵磁頻率。
20世紀50年代，主要使用交流正弦波勵磁。交流正弦波勵磁的電源簡便且能有效地克
服極化問題，使得電磁流量計在工業上得到了廣泛的應用。但是，由于交流勵磁產生的正交
干擾和同相干擾，降低了電磁流量計的信噪比，限制了流量計的靈敏度和測量精確度的提
高，影響了流量計的零點穩定性。如圖2.3所示為工頻勵磁頻率產生正交干擾和共模干擾的
原因。同時，交流勵磁的渦流損失大，能量損耗也大。
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20世紀70～80年代低頻矩形波勵磁的電磁流量計得到了廣泛的應用。
因為低頻矩形波勵磁交流的電磁流量計兼有直流勵磁和交流勵磁的優點，
有效地避免了它們的缺點，是電磁流量計一次劃時代的進步。然而，應用低頻矩形波勵磁的流量
計也帶來了流量測量反應速度慢，測量漿液時出現尖狀干擾，測量低電導率流體流動出現流動噪
聲等新的矛盾。由圖2所示可知，尖狀干擾的幅度隨勵磁頻率的降低急劇地增高。
圖2 具有代表性漿液流體噪聲的頻率特性
20世紀90年代至今，為解決對直流噪聲的抑制問題，出現了用高頻(75～160Hz)矩
形波調制低頻（1/8工頻頻率）矩形波形成雙頻的勵磁方式，也有用計算機可編程的頻率或
脈寬等新的勵磁方式。
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