在食品行業,產品裝瓶和裝罐的流量精確控制會直接影響利潤,因此必須最大程度降低流量測量誤差;在封閉運輸應用,比如石油工業中油罐和油罐車之間的原油和成品油交換——需要高精度測量;
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作為目前使用最為廣泛的流量技術之一、液體流量測量中精度最高之一,電磁流量計你了解多少你呢?
多種優勢,占取液體測量領域優勢一——電磁流量計的傳感器一般是連接到管道中,其直徑與管道直徑一致,因而測量時不 會干擾或限制介質的流動。由于傳感器不是直接浸沒在液體中,沒有活動部件,因此不存在磨損問題。
優勢二——測量的是體積流量,這意味著測量對流體密度、溫度、 壓力和粘度等參數的變化不敏感。一旦用水標定電磁流量計, 就可以使用它來測量其他類型的導電流體,無需進一步標定。 這是其他類型流量計所不具備的一個重要優勢。
優勢三——特別適合測量固液兩相介質,例如泥漿等帶懸浮泥 土、固體顆粒、纖維或粘稠物的高導電率介質。它可用于測量 污水、泥漿、礦漿、紙漿、化學纖維漿及其他介質。這使得它 特別適合食品、制藥等行業,利用它可測量玉米糖漿、果汁、 酒類、藥物、血漿及其他許多特殊介質。
流量計系統原理和典型架構電磁流量計的工作原理基于法拉第電磁感應定律。當垂直于磁場方向的導體以速度V做切割磁力線的運動時,導體的兩端會產生一定的感應電動勢E,通過檢測該感應電動勢的大小來計算液體流速變化。
電磁流量計的特性包括無壓力損耗,不受粘度、流體密度、溫度、壓力和導電率的影響,適合對紙漿、泥漿和污水進行高精度測量。
電磁流量計系統包括電源、勵磁、信號調理、模數轉換器、處理器、顯示器、鍵盤和邏輯I/O,以及4 mA至20 mA、HART、 RS-485/RS-422/RS-232、PROFIBUS、? Modbus、Foundation等多種通信接口。
設計要考慮周全,直面挑戰為了合理設計電磁流量計系統,您必須考慮許多不同的系統要求,包括精度、帶寬和勵磁頻率等。
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電磁流量計傳感器的輸出范圍可能小到只有數十μV,而且通常伴隨很大的共模電壓。輸出阻抗往往高于數兆歐。所以,前端精密運算放大器或儀表放大器要求超高輸入阻抗、極低漏電流和出色的共模抑制比(CMRR)。
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電磁流量計產品的最大測量范圍可高達1500 : 1,反映流速范
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圍:0.01 m/s~15 m/s。
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測量精度最高可以達到讀數的0.2%,這通常需要16至24位的 模數轉換器。
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與不同現場總線的連接,例如HART、PROFIBUS、Modbus、Foundation、RS-485/RS-422/RS-232、無線HART等。 X 系統電源、中央邏輯單元、通信和I/O之間需要隔離;隔離等級要求從1 kV到2.5 kV不等。
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高頻方波激勵可改善泥漿的流動并提高抗擾度,但同時需要 考慮零點穩定度。
工業現場溫度環境非常復雜,甚至異常惡劣。如需獲得較寬的工作溫度范圍,低溫漂系數和低功耗對電磁流量計來說至關重要。ADI提供完美的產品系列,包括精密放大器、精密基準電壓源、精密模數轉換器和Cortex?-M3內核微處理器等。
除此之外,浪涌、EFT和ESD等EMC抗擾度也是電磁流量計面臨的嚴峻挑戰。ADI元件的高ESD抑制能力能夠大大改善產品的可靠性和穩定性。
此外,由于電磁流量計內部空間有限,對系統密度也有較高要求,因而必須減小器件尺寸。近來,集成技術的進步使得系統設計人員能夠采用尺寸更小、功耗更低、成本更低的解決方案,并且其性能與那些大型系統不相上下。持續的技術進步要求既能不斷提高這些解決方案的集成度,同時還要提高其性能和診斷能力。
ADI提供面向市場定制的解決方案,有助于簡化設計過程。這些解決方案采用業界領先技術,并提供眾多設計選項:從采用分立式元件的實施方案到全集成式解決方案,應有盡有。
ADI整體解決方案“完美”上線借助ADI的放大器、數據轉換、信號處理、通信和電源技術以及專業經驗,可以實現高分辨率、低噪聲的工業電磁流量計系統。
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原文標題:【世說設計】如何賦予流量計設計三大關鍵優勢?Know-how在此
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