關於硫酸流量計的基本結構分析介紹

硫酸流（liú）量計基本結（jié）構中有兩個重要的組成成分，一個是（shì）轉換器，另（lìng）一個是（shì）傳感器，本（běn）文將分別對傳感器和轉換器的結構（gòu）分類作詳細的分析講解。
2.2.1 傳感器
傳（chuán）感（gǎn）器的（de）主要作用是將通過管道的流量（liàng）信號進行轉（zhuǎn）換，將其轉為（wéi）電動勢。市麵上常（cháng）見的傳感器（qì）主（zhǔ）要有下圖 2.4 中如測量管、鐵芯、勵磁線圈、襯裏等結構。

1.測量管：主要（yào）是傳感器的管道，該管道由高導電率非導磁材料製成，可保證（zhèng）流（liú）體在通過時能夠表現（xiàn）出自（zì）身的電磁效應，在該管道內中安裝了（le）內襯。使用非導磁材料的原因是保證（zhèng）勵磁線圈中所產生的磁場不會順（shùn）著管道（dào）流（liú）走（zǒu），確保測量管道（dào）內部產生（shēng）明顯的磁感應線，下圖 2.4 中展示了利用非導磁材料和導磁材料管道中所產生磁感應線的情（qíng）況。

液體從彎管中流出時（shí），由於管（guǎn）道（dào）處有明顯的的彎道，因此其速度分布會發生變化，產生明顯的畸變，在彎管外緣處的流速會明顯加快，為了能保（bǎo）證跟隨內援處流動速度，此（cǐ）時還會產生明顯的二次流動情況。而針對不同平（píng）麵雙彎管（guǎn）道的流動時（shí），此時流體速度除了表現出不均勻分布之外，還會在管道內部多處位（wèi）置產生旋渦，若是未完全打（dǎ）開閥門，此時流體速度的畸變程（chéng）度會更加明顯。因此為了保證在測量過（guò）程中測量的精確度，需要保證傳感器的上（shàng）下遊部分有確定的一段長直管道，進行多種試驗後確定上遊管（guǎn）道約為 3D，下遊管道約為 5D，其中 D 表示管道（dào）的回敬。隨著技術的革新，近年來硫酸流量計對於（yú）長直管道（dào）的要求明顯降低，在進行了長時間的研究後推出了不（bú）需要長（zhǎng）直管道的電（diàn）磁式水表（biǎo）。
2.內襯：更通俗的稱法為--襯裏，安裝位置在管道內部，內襯通常為絕緣材質，主要是防止流體在流經管道的過程中其產生的感生電動勢能夠被檢（jiǎn）測到。在選擇內襯材料（liào）的過程中，*先需要考慮的（de）是其絕緣性，除此之外還要求材料（liào）具有較好的耐腐蝕性、耐壓性等等。針對（duì）不同的使用對象，對內（nèi）襯材料特性的（de）要求也會呈現出明顯的差異化。當前市麵上常見（jiàn）的內（nèi）襯材料有橡膠、PVC 等。在安裝內襯的過程中，對工藝技術有著十分準確的要求，因此安裝過程較為困難，內襯的安裝作為硫（liú）酸流量計製造過程中要求十分嚴苛的一個步驟。
3.電*：主要作用是將感生電動勢所產生的電動差進行連接，在選擇（zé）電*材料時同樣需要注意選擇非導磁材（cái）料，利用此種材（cái）料（liào）可以有效的避免由於導磁材料所造成的磁（cí）力（lì）線過（guò）於集（jí）中在電*的現象。在實際的運用中除了（le）選擇非導磁材料，還（hái）需要根據運用的環境進行*二步選擇，其中需要對環境的腐蝕情況、溫度要求、液體所產生的壓力等等進行考量。針對腐蝕程度較高（gāo）的環境應當*選欽電*材料（liào）；針對酸度（dù）較高的（de）環境如下水道、廢水、汙（wū）水環境，則需（xū）要選擇耐酸剛（gāng）電*材料；針對要（yào）求較高的（de）酸堿（jiǎn）液則需要利用鉑金電*材料。
4.勵磁（cí）線圈：勵磁線圈的作用是產生相對應的磁場，當勵磁線圈（quān）纏繞到（dào）鐵芯上，給勵磁線圈通電（diàn）時，管道內部會產生相應的（de）電流，而（ér）電流（liú）的分布（bù）和（hé）管道的擺放也有著十分明顯的關聯，管道（dào）擺放的位置不一樣，產（chǎn）生的電流形成也不一樣。
5.鐵芯：鐵（tiě）芯主要的（de）作用是纏繞勵磁線圈，從而產生相應的磁感應線。鑄造鐵（tiě）芯的材料刻意選擇矽鋼、鑄（zhù）鋼等等。鑄鋼的電磁感應效果（guǒ）想弱於矽鋼，一般針對鑄鋼（gāng）而言，其（qí）磁導率 μ 是（shì）空（kōng）氣磁導（dǎo）率的0μ 1000 倍，暴（bào）露在空氣中的漏（lòu）磁通常隻有（yǒu）千分之一，在計算過程中（zhōng）基（jī）本忽（hū）略不計，因此勵磁電流所產生的磁場可以進行有效的利用。矽鋼的磁導率 μ 通常是空氣磁導率的0μ 6000～7000 倍左右，表現出的電（diàn）磁感應（yīng）強度更高，坡莫合金的磁導率 μ 則是空氣磁導率的0μ 幾萬（wàn）倍，價（jià）格也不昂貴，但在實際的應用（yòng）過程中，需要根據利用環境選擇（zé）合適的鐵芯材料才（cái）能（néng）滿足更高的性價比。
上（shàng）述五種是傳感（gǎn）器的主要部件，除此之外還（hái）有一些其它的零件，如接地環、電*引線等等，各個部件都有（yǒu）不同的用處，隻（zhī）有將所有的部件拚湊（còu）在一起才能使傳（chuán）感器表現出更好（hǎo）的作用（yòng）。
2.2.2  轉換器
硫酸（suān）流量計中另一個重要部件是轉換器，絕大多數的硫酸流量計中（zhōng）轉換器和（hé）傳感器是連接為一體的（de），但在少部分硫酸流量計中二者則是分開使用的，將二者分開*主要的原因是考（kǎo）慮到（dào）抗幹（gàn）擾的情況。在硫酸流量計工作的過程中，流體運動所（suǒ）切割和產生的電（diàn）動勢能（néng）量較為微弱，且在整個過（guò）程中會受到（dào）來自（zì）多個不同方麵的（de）幹擾，其中如受到來自電磁兩*的幹擾、勵磁磁場變動所帶來的幹擾、同相幹擾等等。為了（le）有效的減少在流體運動過程中（zhōng）所產生的多種幹擾（rǎo），就需要（yào）一個穩定可（kě）靠的驅動電路，而此電路就就由轉換器組裝而成（chéng）。在轉換器中也有幾（jǐ）個重要（yào）的組成部（bù）件，下文（wén）將進行詳細介紹（shào）：
（1）前置（zhì）放大器和濾波器：單片機 A 心的轉換口沒有辦法完全識別由電（diàn）*兩端發出的微弱感應電動勢，主要是由於電*兩端所產生的電信號過於微弱，此時為（wéi）了能幫助轉換口（kǒu）進行信號（hào）識別，就需要將（jiāng）電信號（hào）進行放大，將其放大至1000～10000 倍*優。在電*引線接上（shàng）儀用前置放大器就可（kě）以將電信號進行放大。但在轉換（huàn）口進行信號捕捉的過（guò）程（chéng）中同樣會產生格式（shì）不同（tóng）的幹擾信號，其中（zhōng）常見的為正交幹擾、並模幹擾等等，為了有效減少此部分幹擾情況，則需要安裝濾波器，使信號經過濾波器時將幹擾信（xìn）號排除（chú）。
市麵上常見的多種濾波器中，*常使用的是低通濾（lǜ）波器，主要（yào）是由於低通（tōng）濾波器可以有效的降低高頻噪聲對電（diàn）壓所產生的影（yǐng）響。麵對（duì）不同的環境需要選擇（zé）不同（tóng）的濾波器，而濾波器之間的區別主要來源（yuán）於硬件結構的差異，RV 濾波器屬於（yú）結構*簡單的一款，但其頻率範圍較大（dà），囊括（kuò）幾十 Hz 到 100MHz。
（2）采樣、保持電路：單片機並不能直接讀取電*信（xìn）號，需要利用 A/D 轉（zhuǎn）換器將電*信號進行轉換後才能傳輸到單片機處。使（shǐ）用 A/D 轉換器前要保持采樣、接收數據過（guò）程中具有穩定的模擬量，此時形成的電路被稱為采樣保持電路。
（3）單片機（jī）和配套外設：當代智能儀表的基礎功（gōng）能是需要做到自我診斷、流量累計計算等等（děng），而在儀表轉換器（qì）內可（kě）以采用單（dān）片機或是編寫獨特的編碼進行實現。
（4）勵磁（cí）驅動電路（lù）:硫酸流量計主要是依賴與勵磁電流所形成的工作磁場，電流保持在 150-400mA 之間，此電流並（bìng）非由單片機提供，主要來自於單獨的驅動控製電路。
（5）電源分配電路：在硫酸流量計工作的過程中需（xū）要有（yǒu）多（duō）種部件同時工作，因（yīn）此需要多種不同的電壓，此時（shí）就需要電源進行電路分配，給不同部分分配對應的（de）電源電（diàn）壓，其（qí）中勵磁電源需要的電壓為（wéi） 36V～40V，而單片機工作需要的電壓為（wéi）3.3V 和 SV，放大（dà）器工（gōng）作需要（yào）的（de）電壓（yā）為 12～15V。因此電源（yuán）需要分配出四組電路（lù）。四種電路中勵磁電源所（suǒ）需（xū）要的電壓方式*為特（tè）別，需要（yào）利用到 LDO 方式，主要（yào）是由於 LDO 方式（shì）能夠產生*小的輸出波紋電壓，能夠幫（bāng）助勵磁電流產生穩定的磁場（chǎng），消耗的功率也更小。

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