一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)，包括電極、襯管、電路系統(tǒng)、勵(lì)磁線圈和鐵芯，所述電極設(shè)有兩個(gè)，所述兩個(gè)電極分布在所述襯管上，且所述兩個(gè)電極分別通過導(dǎo)線與所述電路系統(tǒng)的信號(hào)輸入端相連，所述勵(lì)磁線圈設(shè)有兩個(gè)，分別為第一勵(lì)磁線圈、第二勵(lì)磁線圈，所述第一勵(lì)磁線圈和第二勵(lì)磁線圈分布在所述襯管的周圍所述鐵芯設(shè)有兩個(gè)，分別為第一鐵芯和第二鐵芯，所述第一勵(lì)磁線圈中設(shè)有所述第一鐵芯，所述第二勵(lì)磁線圈中設(shè)有所述第二鐵芯，所述第一鐵芯和第二鐵芯均為具有磁滯現(xiàn)象的軟磁性體。本實(shí)用新型通過線圈充磁改變鐵芯磁場方向，鐵芯剩磁產(chǎn)生工作磁場的勵(lì)磁方式，可以大幅度節(jié)約勵(lì)磁的電能消耗為降低電磁流量計(jì)整機(jī)功耗有重大意義。
【專利說明】一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電磁流量計(jì)，具體的涉及一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)。

【背景技術(shù)】
[0002]電磁流量計(jì)是一種依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。在與導(dǎo)電液體流動(dòng)垂直的方向上施加磁場，導(dǎo)電液體做切割磁力線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢信號(hào)。通過檢測感應(yīng)電動(dòng)勢信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)處理計(jì)算出流體的流速從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的流量測量。
[0003]隨著電磁流量計(jì)技術(shù)的發(fā)展，電磁流量計(jì)勵(lì)磁方式先后出現(xiàn)了永磁勵(lì)磁和線圈勵(lì)磁兩大類勵(lì)磁方式。線圈勵(lì)磁方式包括:工頻正弦波勵(lì)磁(簡稱工頻勵(lì)磁)、單頻交變直流脈沖方波勵(lì)磁(簡稱:單頻勵(lì)磁)、雙頻交變直流脈沖方波勵(lì)磁(簡稱雙頻勵(lì)磁)以及多頻交變直流脈沖方波勵(lì)磁(簡稱多頻勵(lì)磁)。當(dāng)前應(yīng)用中普遍采用單頻勵(lì)磁。無論是工頻勵(lì)磁、單頻勵(lì)磁、雙頻勵(lì)磁還是多頻勵(lì)磁都是通過在線圈中有規(guī)律交替變化的施加恒定的勵(lì)磁電流，通過勵(lì)磁電流在線圈中產(chǎn)生的磁場來提供電磁流量計(jì)工作磁場。即工作磁場的來源是勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場，如果勵(lì)磁線圈中電流一旦消失工作磁場即消失。
[0004]永磁勵(lì)磁:采用永久磁鐵為電磁流量計(jì)提供工作磁場的勵(lì)磁方式。該勵(lì)磁方式因采用永久磁鐵產(chǎn)生的磁場作為電磁流量計(jì)工作磁場，不使用線圈所以沒有任何勵(lì)磁功耗。勵(lì)磁功耗最小，但是永磁勵(lì)磁因磁場不能變化，導(dǎo)致產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的方向也不能發(fā)生變化在接收信號(hào)的電極上面產(chǎn)生極化現(xiàn)象，從而致使信號(hào)失真，無法準(zhǔn)確測量而局限很大。因此永磁勵(lì)磁方式?jīng)]有在電磁流量計(jì)上面使用。
[0005]線圈勵(lì)磁:采用在線圈中通入電流方向有規(guī)律交替變化的電流為電磁流量計(jì)提供工作磁場的勵(lì)磁方式。線圈勵(lì)磁中的磁場方向交替變化，由此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢也交替變化，因此接受感應(yīng)信號(hào)的電極上面不會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，但是工作磁場的維持完全依靠線圈中的勵(lì)磁電流，因此為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的工作磁場和獲得穩(wěn)定的信號(hào)，消耗在維持勵(lì)磁電流的功耗很大，占據(jù)了電磁流量計(jì)功耗的大部分，其勵(lì)磁功耗大，從而加大了電磁流量計(jì)的整機(jī)功耗。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)，能夠大幅度減小電磁流量計(jì)勵(lì)磁功耗，降低電磁流量計(jì)整機(jī)功耗。
[0007]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)，包括電極、襯管、電路系統(tǒng)、勵(lì)磁線圈和鐵芯，所述電極設(shè)有兩個(gè)，所述兩個(gè)電極分布在所述襯管上，且所述兩個(gè)電極分別通過導(dǎo)線與所述電路系統(tǒng)的信號(hào)輸入端相連，所述勵(lì)磁線圈設(shè)有兩個(gè)，分別為第一勵(lì)磁線圈、第二勵(lì)磁線圈，所述第一勵(lì)磁線圈和第二勵(lì)磁線圈分布在所述襯管的周圍所述鐵芯設(shè)有兩個(gè)，分別為第一鐵芯和第二鐵芯，所述第一勵(lì)磁線圈中設(shè)有所述第一鐵芯，所述第二勵(lì)磁線圈中設(shè)有所述第二鐵芯，所述第一鐵芯和第二鐵芯均為具有磁滯現(xiàn)象的軟磁性體，所述第一勵(lì)磁線圈的一端與第二勵(lì)磁線圈的一端通過導(dǎo)線相連，所述第一勵(lì)磁線圈的另一端通過導(dǎo)線與所述電路系統(tǒng)的勵(lì)磁電流輸出端相連所述電路系統(tǒng)的勵(lì)磁電流輸出端相連。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0009]進(jìn)一步，所述襯管為圓環(huán)管狀結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)電極沿所述襯管中軸線中心對稱的分布在所述襯管上。
[0010]進(jìn)一步，所述第一勵(lì)磁線圈和第一鐵芯組成第一剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)，所述第二勵(lì)磁線圈和第二鐵芯組成第二剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)，所述第一剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)和第二剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)沿所述襯管中軸線中心對稱的分布在所述襯管的周圍，且所述第一剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)和第二剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)所在的中軸線與兩個(gè)電極所在的中軸線相垂直。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的剩磁勵(lì)磁技術(shù)是一種集成線圈勵(lì)磁與剩磁勵(lì)磁優(yōu)點(diǎn)的勵(lì)磁技術(shù),通過線圈充磁改變鐵芯磁場方向，鐵芯剩磁產(chǎn)生工作磁場的勵(lì)磁方式，可以大幅度節(jié)約勵(lì)磁的電能消耗為降低電磁流量計(jì)整機(jī)功耗有重大意義；同時(shí)因無需持續(xù)提供恒定的勵(lì)磁電流，大幅度減小了勵(lì)磁電路的工作負(fù)荷，增加了勵(lì)磁電路的工作壽命，還簡化了勵(lì)磁電路的設(shè)計(jì)，降低了勵(lì)磁電路成本的同時(shí)增加了電路的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)的線圈勵(lì)磁方式的勵(lì)磁電流與工作磁場強(qiáng)度波形對比圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)的剩磁勵(lì)磁方式的勵(lì)磁電流與工作磁場強(qiáng)度波形對比圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)的鐵芯中的磁場和磁感強(qiáng)度的關(guān)系圖；
[0016]圖5為本實(shí)用新型一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)的用電流和鐵芯磁感應(yīng)強(qiáng)度來表對鐵芯充磁的勵(lì)磁過程圖。
[0017]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0018]1、電極，2、襯管,3、電路系統(tǒng),4.1、第一勵(lì)磁線圈,4.2、第二勵(lì)磁線圈,5.1、第一鐵芯，5.2、第二鐵芯。

【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0020]如圖1所示，一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)，包括電極1、襯管2、電路系統(tǒng)3、勵(lì)磁線圈和鐵芯，所述電極I設(shè)有兩個(gè)，所述襯管2為圓環(huán)管狀結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)電極I沿所述襯管2的中心對稱的分布在所述襯管2上。且所述兩個(gè)電極I分別通過導(dǎo)線與所述電路系統(tǒng)3的信號(hào)輸入端相連；所述勵(lì)磁線圈設(shè)有兩個(gè)，分別為第一勵(lì)磁線圈4.1、第二勵(lì)磁線圈4.2，所述第一勵(lì)磁線圈4.1和第二勵(lì)磁線圈4.2分布在所述襯管2的周圍，所述鐵芯設(shè)有兩個(gè)，分別為第一鐵芯5.1和第二鐵芯5.2，所述第一勵(lì)磁線圈4.1中設(shè)有所述第一鐵芯5.1，所述第二勵(lì)磁線圈4.2中設(shè)有所述第二鐵芯5.2，所述第一鐵芯5.1和第二鐵芯5.2均為具有磁滯現(xiàn)象的軟磁性體，所述第一勵(lì)磁線圈4.1的一端與所述第二勵(lì)磁線圈4.2的一端通過導(dǎo)線相連，所述第一勵(lì)磁線圈4.1的另一端通過導(dǎo)線與所述電路系統(tǒng)3的勵(lì)磁電流輸出端相連；所述第一勵(lì)磁線圈4.1和第一鐵芯5.1組成第一剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu),所述第二勵(lì)磁線圈4.2、和第二鐵芯5.2組成第二剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)，所述第一剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)和第二剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)沿所述襯管2中軸線中心對稱的分布在所述襯管的周圍，且所述第一剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)和第二剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)所在的中軸線與兩個(gè)電極I所在的中軸線相垂直。
[0021 ] 本實(shí)用新型的工作原理是一種集成線圈勵(lì)磁與剩磁勵(lì)磁優(yōu)點(diǎn)的勵(lì)磁技術(shù)，通過電路系統(tǒng)向勵(lì)磁線圈提供勵(lì)磁電流，通過勵(lì)磁線圈充磁改變鐵芯磁場方向，鐵芯剩磁產(chǎn)生工作磁場的勵(lì)磁方式，勵(lì)磁線圈僅在改變鐵芯磁場方向時(shí)提供充磁電流的工作模式加上勵(lì)磁線圈停止提供勵(lì)磁電流的情況下由鐵芯的剩磁提供工作磁場的工作模式構(gòu)成了獨(dú)有的勵(lì)磁工作方式；電磁流量計(jì)將檢測到的液體流量信息通過電極傳送給電路系統(tǒng)，得出液體的流量大小。本實(shí)用新型的一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)和線圈勵(lì)磁的工作原理有很大不同，線圈勵(lì)磁方式下勵(lì)磁電流和工作磁場是同步的，即工作磁場由勵(lì)磁電流產(chǎn)生，產(chǎn)生工作磁場必須消耗勵(lì)磁電流，其線圈勵(lì)磁方式的勵(lì)磁電流與工作磁場強(qiáng)度波形對比圖如圖2所示，線圈勵(lì)磁方式中線圈需要持續(xù)交變電流來維持工作磁場；剩磁勵(lì)磁方式下，工作磁場和勵(lì)磁電流不同步，工作磁場由鐵芯的剩磁提供，工作磁場的產(chǎn)生不依賴線圈中的勵(lì)磁電流，只有在改變鐵芯剩磁方向時(shí)進(jìn)行充磁過程短暫地需要消耗線圈中的勵(lì)磁電流，用于產(chǎn)生短暫的充磁場，其剩磁勵(lì)磁方式的勵(lì)磁電流與工作磁場強(qiáng)度波形對比圖如圖3所示。剩磁勵(lì)磁方式，只需要在反轉(zhuǎn)(改變)剩磁磁場的方向時(shí)才需要消耗勵(lì)磁電流，所以就可以大幅度的減小勵(lì)磁電路的電能消耗。
[0022]鐵芯充磁的過程為:
[0023]正向勵(lì)磁:勵(lì)磁的時(shí)候隨著勵(lì)磁線圈中勵(lì)磁電流的增加，鐵芯中的磁場H。(由勵(lì)磁電流產(chǎn)生)和磁感強(qiáng)度B。(鐵芯產(chǎn)生的感應(yīng)磁場)的關(guān)系如圖4所示，勵(lì)磁線圈電流為零的時(shí)候，磁滯曲線上的點(diǎn)(HyBc)是在①的位置；在勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流逐漸增大的過程中，(H。，B。)是從磁滯曲線上的①向②移動(dòng)，直到達(dá)到勵(lì)磁電流最大的②；隨后勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流從最大降低為零時(shí)，磁滯曲線上的點(diǎn)(HyBc)從②移動(dòng)到③；鐵芯中的剩磁達(dá)到恒定，鐵芯變成永久磁鐵提供儀表的工作磁場。
[0024]反向勵(lì)磁:需要改變剩磁的方向就需要在勵(lì)磁線圈中通入勵(lì)磁電流的方向，鐵芯充磁過程就通過磁滯曲線的反向，從③通過到④，然后再回到①，鐵芯中剩磁達(dá)到恒定只是方向與正向時(shí)相反，儀表工作磁場也與正向時(shí)大小相等方向相反。
[0025]用電流和鐵芯磁感應(yīng)強(qiáng)度來表示對鐵芯充磁的整個(gè)勵(lì)磁過程，如圖5所示，在坐標(biāo)系中，橫軸為勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流I，縱軸為鐵芯產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bg。
[0026]本實(shí)用新型剩磁勵(lì)磁采用磁場方向可以被交替改變的軟磁鐵作為磁芯，利用具有軟磁特性的鐵芯的剩磁來提供工作磁場，同時(shí)采用改變勵(lì)磁線圈中勵(lì)磁電流的方向交替地給鐵芯充磁以改變鐵芯的剩磁磁場方向，實(shí)現(xiàn)磁場交替變化的目的，防止感應(yīng)電動(dòng)勢在電極上面產(chǎn)生極化現(xiàn)象，達(dá)到同線圈交變勵(lì)磁抑制極化現(xiàn)象效果一樣的勵(lì)磁方式。
[0027]在相同勵(lì)磁頻率和勵(lì)磁電壓條件下，勵(lì)磁功耗正比于勵(lì)磁電流曲線與橫軸構(gòu)成的面積。相比線圈勵(lì)磁，剩磁勵(lì)磁技術(shù)只需要提供很短暫的勵(lì)磁電流，因此勵(lì)磁電流消耗很小，剩磁勵(lì)磁的勵(lì)磁電流功耗只有線圈勵(lì)磁電流功耗的1/60到1/10，對比圖2和圖3可以看出，因此剩磁勵(lì)磁的功耗降低非常明顯，利于制造超低功耗的電磁流量計(jì)。
[0028]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)，其特征在于:包括電極(I)、襯管(2)、電路系統(tǒng)(3)、勵(lì)磁線圈和鐵芯，所述電極(I)設(shè)有兩個(gè)，所述兩個(gè)電極(I)分布在所述襯管(2)上，且所述兩個(gè)電極(I)分別通過導(dǎo)線與所述電路系統(tǒng)(3)的信號(hào)輸入端相連，所述勵(lì)磁線圈設(shè)有兩個(gè)，分別為第一勵(lì)磁線圈(4.1)、第二勵(lì)磁線圈(4.2)、所述第一勵(lì)磁線圈(4.1)和第二勵(lì)磁線圈(4.2)分布在所述襯管(2)的周圍，所述鐵芯設(shè)有兩個(gè)，分別為第一鐵芯(5.1)和第二鐵芯(5.2)，所述第一勵(lì)磁線圈(4.1)中設(shè)有所述第一鐵芯(5.1)，所述第二勵(lì)磁線圈(4.2)中設(shè)有所述第二鐵芯(5.2)，所述第一鐵芯(5.1)和第二鐵芯(5.2)均為具有磁滯現(xiàn)象的軟磁性體，所述第一勵(lì)磁線圈(4.1)的一端與所述第二勵(lì)磁線圈(4.2)的一端通過導(dǎo)線相連，所述第一勵(lì)磁線圈(4.1)的另一端通過導(dǎo)線與所述電路系統(tǒng)(3)的勵(lì)磁電流輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)，其特征在于:所述襯管(2)為圓環(huán)管狀，所述兩個(gè)電極(I)沿所述襯管(2)中軸線中心對稱的分布在所述襯管(2)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種剩磁勵(lì)磁電磁流量計(jì)，其特征在于:所述第一勵(lì)磁線圈(4.1)和第一鐵芯(5.1)組成第一剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)，所述第二勵(lì)磁線圈(4.2)和第二鐵芯(5.2)組成第二剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)，所述第一剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)和第二剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)沿所述襯管(2)中軸線中心對稱的分布在所述襯管的周圍，且所述第一剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)和第二剩磁勵(lì)磁機(jī)構(gòu)所在的中軸線與兩個(gè)電極(I)所在的中軸線相垂直。
【文檔編號(hào)】G01F1/58GK204064355SQ201420363135
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】鄒明偉, 李積春, 郭傳濤 申請人:重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司