電磁流量計(jì)產(chǎn)生流體噪聲的原因-技術(shù)文章-安徽天康（集團(tuán)）股份有限公司

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電磁流量計(jì)產(chǎn)生流體噪聲的原因

閱讀：1024發(fā)布時(shí)間：2014-8-20

　　電磁流量計(jì)的研究流體噪聲，探討其產(chǎn)生的原因，找出降低流體噪聲的方法，提高傳感器信噪比特別是對(duì)微弱勵(lì)磁電流（電磁水表、兩線制電磁流量計(jì)）的發(fā)展和低流速（0.1m/s以下）及高流速（15m/s以上）流量測(cè)量范圍的擴(kuò)展具有重大意義。
　　
　　流體噪聲
　　
　　電磁流量計(jì)在應(yīng)用中除了受周圍環(huán)境條件，電磁場(chǎng)、靜電場(chǎng)等因素產(chǎn)生的噪聲影響外，被測(cè)介質(zhì)的流體噪聲也是非常重要的影響因素。流體噪聲是一種直流極化電壓，在低頻矩形波勵(lì)磁方式中尤為突出，常有：漿液噪聲、流動(dòng)噪聲和流速噪聲。
　　
　　流體噪聲的產(chǎn)生原因有下面幾種情況：
　　
　　1、不銹鋼電極的耐腐蝕是在其表面具有一個(gè)極薄的鈍化層，使得電化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。如圖1所示，流體中的固體物撞擊電極，使得電極表面鈍化層被破壞，失掉電化學(xué)平衡。而金屬材料與流體介質(zhì)接觸具有重新恢復(fù)生成表面鈍化層保持電化學(xué)平衡的能力。在達(dá)到電化學(xué)平衡期間，金屬和流體中的游離離子在信號(hào)電場(chǎng)作用下不斷進(jìn)行著電化學(xué)反應(yīng)。固體顆粒撞擊電極，不斷破壞保護(hù)的鈍化層；電化學(xué)反應(yīng)又反復(fù)生成鈍化層，于是形成了電極間的電位不斷大幅度地變化，這種變化的電位造成流量信號(hào)中的流體噪聲。這種情況也即電磁流量計(jì)中通常講的漿液噪聲。理論和實(shí)踐表明，影響電化學(xué)反應(yīng)信號(hào)電場(chǎng)變化的頻率升高，可使流體噪聲幅度迅速下降，這就是高頻勵(lì)磁和雙頻勵(lì)磁可以解決漿液測(cè)量的原因。
　　
　　2、流體摩擦襯里和電極，流體中發(fā)生的正、負(fù)離子從電解質(zhì)流體中分離。襯里和電極表面越粗糙，游離的離子濃度就越高。見(jiàn)圖2，受電極信號(hào)電場(chǎng)的作用，一部分離子會(huì)向電極移動(dòng)，形成噪聲電壓，這種噪聲被稱為流動(dòng)噪聲。流動(dòng)噪聲在低電導(dǎo)率測(cè)量時(shí)表現(xiàn)比較突出。流動(dòng)噪聲與外電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)，高流速時(shí)感應(yīng)信號(hào)越大，噪聲幅度也越大，輸出就會(huì)很不穩(wěn)定。
　　
　　3、流體電導(dǎo)率和pH值的急劇變化也會(huì)形成流動(dòng)噪聲，流量計(jì)上游加藥表現(xiàn)的測(cè)量不穩(wěn)定就是典型例子。原因是不同介質(zhì)在不均勻混合時(shí)，流體中容易分離出正、負(fù)離子，受電極信號(hào)電場(chǎng)的作用，一部分離子會(huì)向電極移動(dòng)，形成了流動(dòng)噪聲電壓，造成輸出的不穩(wěn)定。
　　
　　4、由于高流速流動(dòng)流體靠近襯里和電極部位的層流邊界層厚度變得很薄，如圖3所示，襯里和電極的粗糙度高度突破了流速層流邊界層的厚度，流體撞擊這部分粗糙度高度，發(fā)生流速發(fā)散和突變。有一部分與測(cè)量管中心軸方向相同（或相反）的流速分量，受信號(hào)權(quán)重函數(shù)的作用，對(duì)電極信號(hào)產(chǎn)生了很大影響，形成了大的正誤差，這就是流速噪聲。
　　
　　可見(jiàn)，上述流體噪聲中的流動(dòng)噪聲和流速噪聲與測(cè)量管的襯里和電極表面粗糙度直接有關(guān)，極化電壓產(chǎn)生的漿液噪聲與電極表面粗糙度也有很大關(guān)系。

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