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电磁流量传感器的磁路分析
励磁线圈通以交流电产生交变磁场。这种磁场有以下特点:
(1)励磁线圈的磁势、磁通、磁感应强度等与交流励磁电流的频率、波形一样。如果励磁电流是正弦波,忽略铁损电流的影响,磁通、磁感应强度和流量感应信号可以用下式表示:
φ(t)= φm sin2πf
B(t)= Bm sin2πf
E(t)= Bm sin2πfDv
式中φ(t)和B(t), E(t)分别为t时刻的磁通量、磁感应强度和感应的流量信号; φm和Bm为磁通和磁感应强度大幅值;f为频率。由此可见,电磁流量计感应的流量信号与交变磁场的频率一致。但考虑到铁损和铜损,它们之间存在着复杂的相位关系,或者说波形有的时间差。
(2)对于交流电压励磁,因为励磁线圈基本上是感性负载,感抗在数值上比铜电阻大得多。励滋线圈中的励磁电流大小取决于线圈的电阻和电感,而且主要决定于电感。由于存在铁损电流,励磁电流不能产生磁场,磁感应强度的大小只取决于磁化电流。
(3)铁损电流的存在,不仅降低了磁化电流,产生功率损耗,而且使磁路的磁通(或磁感
应强度)与励磁电流之间产生相位差。
利用励磁线圈的等效电路和矢量图,我们可以分析交流正弦波励磁的相位关系和矩形波励磁的波形变化。参考文献:蔡武昌、马中元、瞿国芳、王松良编.电磁流量计.北京:中国石化出版社,2004