CN111307230A - 电磁流量计 - Google Patents

Abstract

本申请各实施例提供一种电磁流量计，包括：测量管(10)，和安装在所述测量管(10)内的一对测量电极(20)；复数个永磁片(40)，紧固在所述测量管(10)的外表面上，且分别在所述测量管(10)的相互垂直的两个轴截面的两侧对称设置；其中，所述永磁片(40)的磁化方向、所述测量管(10)的轴向、所述测量电极(20)的连线方向分别相互垂直。本申请的电磁流量计的体积小、结构简单、成本低。

Description

电磁流量计

技术领域

本申请涉及流体测量领域，特别涉及一种电磁流量计。

背景技术

电磁流量计(EletroMagnetic Flowmeters，简称EMF)是用于测量导电液体体积流量的仪表。电磁流量计安装在工业测量管上，具有磁场发生装置和传感器。磁场发生装置产生磁场，测量管内的液体流动时在该磁场的作用下，产生感应电势，被传感器感测到。根据感测到的感应电势，电磁流量计就可以得出测量管内的液体的体积流量。目前，电磁流量计通常采用电流激励线圈来产生磁场，因此具有较多的软件和硬件接口，结构复杂。也有采用管外竖立的两块与测量管大小相当的永磁块来产生磁场的，但是这种电磁流量计体积很大，比较笨重，成本较高。

技术内容

有鉴于此，本申请提出了一种提高功率放大器效率的方法，用以提高功率放大器的效率，进一步确保功率放大器的线性度。

本申请实施例提供一种电磁流量计，包括：

测量管，和安装在所述测量管内的一对测量电极；

复数个永磁片，紧固在所述测量管的外表面上，且分别在所述测量管的相互垂直的两个轴截面的两侧对称设置；

其中，所述永磁片的磁化方向、所述测量管的轴向、所述测量电极的连线方向分别相互垂直。

这种电磁流量计采用比测量管尺寸小的永磁片固定在测量管的外表面，来产生电磁流量计所需的磁场，使得电磁流量计的体积小、结构简单、成本低。

一些实施例中，所述复数个永磁片的中心位于所述测量电极位置处的所述测量管的横截面上。

这样，可以使得测量电极处测量管的横截面相较其它位置的横截面，具有较大的磁感应强度，测量电极测量到的信号较强，测量效果好。

一些实施例中，所述测量电极设置于所述永磁片产生的磁场中、所述磁化方向上的磁感应强度分量最小的位置处。

通过这样的设置方式，可以降低磁场对测量电极的影响，提高测量的准确度。

一些实施例中，每个永磁片在所述横截面两侧的部分相对称。

这样，可以使得在以测量电极连线中点为中心的三维坐标系中，产生的磁场在三个坐标平面的两侧分别对称，测量效果更好。

一些实施例中，所述复数个永磁片中，至少一对对称设置的永磁片的形状既为轴对称图形，也为中心对称图形。

这样，可以使得在以测量电极连线中点为中心的三维坐标系中，产生的磁场在三个坐标平面的两侧分别对称，测量效果更好。

一些实施例中，所述至少一对对称设置的永磁片的形状为菱形或椭圆形。

该实施例中，菱形或椭圆形的永磁片容易加工，且能够节约材料，可以降低成本。

一些实施例中，所述复数个永磁片为对称设置在所述测量管的横截面的直径两端的一对永磁片，所述一对永磁片的中心连线垂直于所述测量电极连线。

这样，采用相对的两片永磁片，结构简单，组装容易。

一些实施例中，所述复数个永磁片包括对称设置在所述测量管的横截面的直径两端的两对永磁片，每对永磁片的中心连线与所述测量电极连线的夹角小于90度。

这样，通过采用两对对称设置的永磁片，对磁片位置的限制较少，也能满足产生所需磁场的要求。

上面实施例中，除了连线与测量电极连线夹角小于90度的两对永磁片外，所述复数个永磁片还可以包括：

对称设置在所述测量管的横截面的直径两端的一对永磁片，其中心连线与所述测量电极连线相垂直。

这样，通过采用三对对称设置的永磁片，产生同样强度的磁场的情况下，可以采用尺寸更小的永磁片，当测量管口径较大时，这种配置方式能够降低成本。

一些实施例中，所述复数个永磁片与所述测量管的形状相配合，以使其接触面相互贴合。

可见，通过采用形状与测量管相配合的永磁片，永磁片贴合在测量管外表面，可以节约空间，进一步减小电磁流量计的体积。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本申请的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本申请的上述及其它特征和优点，附图中：

图1A、1B为本申请实施例的一种电磁流量计的示意图。

图2为本申请实施例的一种电磁流量计的示意图。

图3为本申请实施例的永磁片的横截面示意图。

图4A、4B为本申请实施例的一种电磁流量计的示意图。

图5A、5B为图4A、4B所示的电磁流量计的磁场分布图。

图6A、6B为本申请实施例的一种电磁流量计的示意图。

图7A、7B为本申请实施例的一种电磁流量计的示意图。

其中，附图标记如下：

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本申请进一步详细说明。

本申请实施例提供一种电磁流量计，可以提供测量流量所需的磁场，同时结构简单、成本低。图1A、1B为本申请实施例的一种电磁流量计的示意图。如图1A、1B所示，该电磁流量计100可以包括测量管10，安装在测量管10内的一对测量电极20，以及复数个永磁片40。永磁片40紧固在测量管10的外表面上，且分别在测量管10的相互垂直的两个轴截面31、32的两侧对称设置。其中，永磁片40的磁化方向、测量管10的轴向、测量电极20的连线方向分别相互垂直。

各实施例中，永磁片40的形状、尺寸可以根据永磁片40的材料和测量管10的尺寸、所需的磁势来确定。

一些实施例中，永磁片40采用的永磁体材料可以是磁势大于250A且10年内衰减不超过10％的材料。另一些实施例中，为了减轻电磁流量计的重量，可以使用稀土永磁材料。又一些实施例中，对重量无特殊要求时，可以采用剩磁强度低于1000KOe、价格适宜的永磁材料，通过适当增厚来达到对磁势的要求。

一些实施例中，永磁片40的厚度与永磁片40的长度、宽度，以及测量管10的尺寸有关。例如，测量管10的口径越大，则永磁片40的厚度越大。又例如，永磁片40的长、宽越大，则永磁片40的厚度越小。各实施例中，永磁片40的厚度可以在2～40mm之间。

各实施例中，可以根据需要选择永磁片40的固定方式。一些实施例中，永磁片40可以粘接在测量管10的外壁上。粘着剂可以根据测量管10的材料确定。可以选择行业通用的胶水。这种固定方式简单牢固。其它实施例也可以采用其它可行的方式将永磁片40固定在测量管10外壁上。

为了简明起见，本申请各示意图中仅示出各实施例的电磁流量计具有特点的部分，也即与常规的电磁流量计存在区别的部分，其它通用组件均未示出，例如外壳、测量管里衬、控制系统、测量电极与控制系统的连接线和接口、等。

从以上方案可以看出，各实施例的电磁流量计可以采用较小的永磁片固定在测量管外壁上，用于产生测量流量所需的磁场，使得电磁流量计具有体积小、结构简单、成本低的优点。

为了使得测量电极20能够更容易测量到感应电压，永磁片40的位置可以尽可能靠近测量电极20位置处的测量管的横截面。一些实施例中，复数个永磁片40的中心位于测量电极20位置处的测量管10的横截面上。图2为本申请实施例的一种电磁流量计200的示意图。其中，永磁片40的中心41位于测量电极20位置处测量管10的横截面21上。图2中仅示出一对永磁片40，该例中，在测量管10的另一面对称的位置上，也固定有一对永磁片。

这样，可以使得测量电极20处测量管10的横截面相较其它位置的横截面，具有较大的磁感应强度，测量电极测量到的信号较强，测量效果好。

一些实施例中，为了使测量电极20能够更容易测量到感应电压，每个永磁片在测量电极20处测量管10的横截面两侧的部分相对称。如图2所示的例子中，永磁片40在横截面21两侧的部分相对称。这样，可以用使得测量电极处测量管的横截面相较其它位置的横截面，具有较大的磁感应强度，测量电极测量到的信号较强，测量效果好。

一些实施例中，当永磁体40的中心在上述横截面21上时，为了使测量电极20能够更容易测量到感应电压，复数个永磁片40中，至少一对对称设置的永磁片40的形状既为轴对称图形，也为中心对称图形。这样，可以使得测量电极20处测量管10的横截面21相较其它位置的横截面，具有较大的磁感应强度，测量电极20测量到的信号较强，测量效果好。

例如，至少一对对称设置的永磁片40的形状可以为菱形或椭圆形。一些实施例中，可以采用长轴与短轴的长度之比在1.2到4之间的菱形或椭圆形的永磁片40。

菱形或椭圆形的永磁片易于加工，且能够节约材料，可以降低成本。

各实施例中，各永磁片40可以根据需要与测量管10的外表面通过接触点、接触线或接触面进行固定连接。一些实施例中，复数个永磁片40可以与测量管10的形状相配合，以使其接触面相互贴合。这样，通过采用形状与测量管10相配合的永磁片40，永磁片40可以贴合在测量管10的外表面，可以节约空间，进一步减小电磁流量计的体积。

图3为本申请实施例的永磁片的横截面示意图。该例子中，测量管10的横截面为圆形，永磁片40的截面为弧形，从而与测量管10的接触面相贴合。当测量管10的横截面为其它形状时，可以根据固定永磁片40的位置处测量管10的形状来确定永磁片40的截面形状，从而与测量管10相配合。

测量电极20位于磁场中，会在磁场作用下发生极化现象，降低测量精度。

一些实施例中，为了减小磁场对测量电极20的影响，还可以根据磁场分布将测量电极20设置在受磁场干扰较小的位置上。一些实施例中，可以将测量电极20设置于永磁片40产生的磁场中、磁化方向上的磁感应强度分量最小的位置处。该位置与永磁片40的位置、数量、形状有关，可以根据实际情况确定。

通过这样的设置方式，可以降低磁场对测量电极的影响，提高测量的准确度。

一些实施例中，为了减小磁场对测量电极20的影响，还可以在电磁流量计中配置测量电极20的去极化功能。例如，该功能可以由电磁流量计的控制装置(例如控制芯片等)(未示出)实现。控制装置中的信号处理系统可以对测量电极20进行周期内的测量时段与控制时段相交替的工作方式，使每个周期内控制时段的总电极电势等于测量时段的总电极电势的负值，从而有效地抑制电极信号中的极化电压。例如，可以在前半周期使测量电极20进行正常的测量工作，后半周期在测量电极20上施加一个负向电压，该负向电压的绝对值与测量时的电极电势相等。通过这样的设置方式，可以降低磁场对测量电极20的影响，提高测量的准确度。

下面举几个永磁片的设置方式的例子。

图4A、4B为本申请实施例的一种电磁流量计的示意图。如图图4A、4B所示，该电磁流量计400采用对称设置在测量管的横截面的直径两端的一对永磁片42、43，这一对永磁片42、43的中心连线垂直于测量电极20的连线。这样，采用相对的两片永磁片，结构简单，组装容易。

图5A、5B为图4A、4B所示的电磁流量计400的磁场分布图。该例子中，模型选取DN800的测量管，菱形磁片的长轴与短轴的长度比为1.7，长轴与半径的比为1.3，厚度为4mm。5A为磁感应强度在永磁片磁化方向上的分量的分布情况，图B为磁感应强度在测量电极20之间连线方向上的分量的分布情况。其中，x轴为测量电极20之间连线，y轴为永磁片的磁化方向，坐标轴的中心为测量电极20连接的中点。By表示y轴方向的磁感应强度分量，Bx表示x轴方向的磁感应强度分量。线上的数字表示该条线对应的磁感应强度分量的值。可以看出，By比Bx大很多。By的值在测量电极处很小，远离测量电极处的值较大。这样的y轴磁感应强度分布对测量电极的影响较小，同时又能使得流量信号较大，容易感知。

图6A、6B为本申请实施例的一种电磁流量计的示意图。如图6A、6B所示，该电磁流量计600采用对称设置在测量管的横截面的直径两端的两对永磁片44和45，每对永磁片的中心连线与测量电极连线的夹角小于90度。这样，通过采用两对对称设置的永磁片，对磁片位置的限制较少，也能满足产生所需磁场的要求。

图7A、7B为本申请实施例的一种电磁流量计的示意图。如图7A、7B所示，该电磁流量计700采用对称设置在测量管的横截面的直径两端的一对永磁片42、43，这一对永磁片42、43的中心连线垂直于测量电极20的连线；以及对称设置在测量管的横截面的直径两端的两对永磁片44和45，其中每对永磁片44、45的中心连线与测量电极连线的夹角小于90度。通过采用三对对称设置的永磁片，产生同样强度的磁场的情况下，可以采用尺寸更小的永磁片，当测量管口径较大时，这种配置方式能够降低成本。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁流量计(100、200、400、600、700)，其特征在于，包括：

测量管(10)，和安装在所述测量管(10)内的一对测量电极(20)；

复数个永磁片(40、42、43、44、45)，紧固在所述测量管(10)的外表面上，且分别在所述测量管(10)的相互垂直的两个轴截面的两侧对称设置；

其中，所述永磁片(40、42、43、44、45)的磁化方向、所述测量管(10)的轴向、所述测量电极(20)的连线方向分别相互垂直。

2.根据权利要求1所述的电磁流量计(100、200、400、600、700)，其特征在于，

所述复数个永磁片(40、42、43、44、45)的中心位于所述测量电极(20)位置处的所述测量管(10)的横截面上。

3.根据权利要求2所述的电磁流量计(100、200、400、600、700)，其特征在于，

所述测量电极(20)设置于所述永磁片(40、42、43、44、45)产生的磁场中、所述磁化方向上的磁感应强度分量最小的位置处。

4.根据权利要求2所述的电磁流量计(100、200、400、600、700)，其特征在于，

每个永磁片(40、42、43、44、45)在所述横截面两侧的部分相对称。

5.根据权利要求2所述的电磁流量计(100、200、400、600、700)，其特征在于，

所述复数个永磁片(40、42、43、44、45)中，至少一对对称设置的永磁片(40、42、43、44、45)的形状既为轴对称图形，也为中心对称图形。

6.根据权利要求5所述的电磁流量计(100、200、400、600、700)，其特征在于，

所述至少一对对称设置的永磁片(40、42、43、44、45)的形状为菱形或椭圆形。

7.根据权利要求1所述的电磁流量计(100、200、400、600、700)，其特征在于，

所述复数个永磁片(40、42、43、44、45)为对称设置在所述测量管(10)的横截面的直径两端的一对永磁片(42、43)，所述一对永磁片(42、43)的中心连线垂直于所述测量电极(20)连线。

8.根据权利要求1所述的电磁流量计(100、200、400、600、700)，其特征在于，

所述复数个永磁片(40、42、43、44、45)包括对称设置在所述测量管(10)的横截面的直径两端的两对永磁片(44、45)，每对永磁片(44、45)的中心连线与所述测量电极(20)连线的夹角小于90度。

9.根据权利要求8所述的电磁流量计(100、200、400、600、700)，其特征在于，所述复数个永磁片(40、42、43、44、45)进一步包括：

对称设置在所述测量管(10)的横截面的直径两端的一对永磁片(42、43)，其中心连线与所述测量电极(20)连线相垂直。

10.根据权利要求1所述的电磁流量计(100、200、400、600、700)，其特征在于，

所述复数个永磁片(40、42、43、44、45)与所述测量管(10)的形状相配合，以使其接触面相互贴合。

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