CN113532555A - 一种低功耗电磁水表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低功耗电磁水表，包括电磁水表的励磁方式设计、磁芯设计、功耗自动切换设计的技术领域，通过恒压励磁、瞬时励磁、高电压励磁，温度数字修正、多根或者多路磁体、动态切换励磁时间等设计技术，提高了励磁效率，增强了传感器磁场强度，降低了仪表功耗，从而研制出一种低功耗电磁水表。

Description

一种低功耗电磁水表

技术领域

本发明涉及一种低功耗电磁水表，包括电磁水表的励磁方式设计、磁芯设计、功耗自动切换设计的技术领域，采用本发明可以明显降低电磁水表的功耗，适合于电池供电的电磁水表产品，采用本发明可以减少电池的用量，提高计量的频率，增加电池的使用时间。

本发明同样适用于电池供电电磁流量计。

背景技术

电磁水表、电磁流量计具有测量精度高、使用寿命长、耐久性好等优点，因此广泛应用于城市供水、管道流量监测、污水计量行业及农业灌溉用水行业，这些行业的使用环境的特点是现场没有可使用的外部电源，因此电磁水表必须采用是电磁水表和电磁流量计自带电池或太阳能供电。目前的采用电池供电的电磁水表一般都采用恒流励磁技术，励磁效率低，励磁时间长，功耗较大，为了减少电池的频繁更换、节省电量，一般采用数秒或数十秒励磁一次（即测量一次）的方式，用数秒或数十秒的测量推算估算各个瞬时的流量，这样导致测量的实时性不强，随着水行业对测量数据的实时性的要求越来越高，对电池的免更换时间要求更长，因此对于电磁水表，既能提高测量频次，又能降低功耗的设计越来越重要。

发明内容

本发明的目的在于提出一种一种电磁低功耗水表，可以大大降低电能的消耗，降低电池的寿命，将节省的功耗用于测量频次（1~3秒测量一次）的提高和电池使用寿命的延长。

为实现上述目的，本发明一种低功耗电磁水表，其特征是：

S1：恒压励磁 采用恒压励磁方式，效率高，无电流调节电路的功耗损失，无能量浪费，以减小恒流励磁时的自耗和内耗，恒压励磁包含高效DC-DC恒压源、MCU励磁控制、H桥、励磁线圈四部分，DC-DC集成模块产生恒压源，MCU根据励磁时序控制H桥电路中MOS管导通和截止，恒压源直接加载到线圈两端，MCU控制励磁时间，配合AD转换电路完成信号采集，此种励磁方式励磁线圈的电压是恒定的称为恒压励磁；

S2：瞬时励磁利用励磁线圈电感的暂态响应，使用暂态励磁，使用剩余磁感应强度，励磁时间很短，所以可以减低功耗，由RL电路电流曲线得知，线圈刚上电时电流上升快，效率高，随着时间增加，效率逐渐降低，逐渐进入电流饱和阶段，我们把励磁时间设定在电流上升最快阶段，因为电流上升快，所以励磁效率高，在瞬时励磁后撤去励磁电压，通过磁体的剩余磁感应强度作为磁场，传感器中的流体切割磁场中的磁力线，从而产生感应电动势，感应电动势与磁感应强度和流体的速度成正比，通过转换器的运算放大器、A/D测量感应电动势，从而实现测量流量的目的；

S3：高电压励磁：提高励磁电压，应用电感开始时电流变换斜率较大的特性，提高充磁效率，

本专利把励磁电压提高至传统励磁电压的2~3倍，利用高压励磁效率高、上升快的特性，进一步降低励磁功耗；

S4：温度数字修正：对于温度影响励磁线圈的电阻，从而引起励磁电流的变化，采用温 度数字修正的方式以弥补误差的变化，根据RL电路电流公式

得知电流 是和电阻相关的函数，线圈电阻随温度变化，电阻影响电流，电流影响磁场，磁场影响感应 电动势，感应电动势影响误差，所以需要根据温度对流量进行温度修正，以解决温度对误差 影响；

我们加一温度传感器或者利用单片机内部的温度模块测出当前温度，在单片机内存储 不同温度下的修正系数

,可以根据不同的温度查表得出：

；

S5：多根或多路磁体 利用多根或多路磁体代替单根或单路磁体，利用其磁场的叠加特性，不需要太大的矫顽力或剩余磁感应强度，避开大磁体矫顽力的问题，即不需要太大的励磁电流也不需要太长的励磁时间，也避开大磁体加工工艺难的问题，多根磁体结构由线圈骨架、多根磁体、漆包线组成，多路磁体由多对线圈、多根磁体、漆包线组成，我们根据流量灵敏度需要调节磁体和磁路数目来调节剩余磁感应强度，从而提升小流量的测量精度；

S6：动态切换励磁时间 根据流量点不同，及零点对不同的流量点的误差的影响不同的情况，采用不同的流量点自动切换不同的瞬时励磁时间的方式，进一步减低功耗，具体如下：

根据感应电动势公式E=K*V*B*D（K为固定系数，V为流速，B为磁感应强度，D为两个电极之间的距离），由公式看出，当流速较大时，感应电动势E较强，此时B可以适当减小，当V比较小时，感应电动势E较弱，此时B需要增强，既对于小流量需要更大的磁场强度，对于大流量，只需要较小的磁场强度，由此我们可以根据水流速来控制励磁时间。

附图说明

附图1为恒流励磁原理图。

附图2为恒流励磁调节开关不同情况下消耗电压。

附图3为恒压励磁电路原理图。

附图4为线圈电流和时间关系图。

附图5为磁体的磁化曲线图。

附图6为恒流励磁波形图。

附图7为高压和低压（以7.2v和3.6v为例）励磁斜率对比。

附图8为高压和低压（以7.2v和3.6v为例）励磁功耗对比。

附图9为高压励磁（以7.2V为例）和恒流励磁（以3.6V为例）功耗对比。

附图10为可放置多根磁体线圈结构。

附图11为多路磁体传感器结构。

附图12为流量点和励磁时间对应表。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步详细的描述。

1、恒压励磁

恒压励磁主要是区别于恒流励磁，恒压励磁电路既没有调节电流的调节开关（如场效应管）也不会随电池电压波动，很好的弥补了恒流励磁的缺点；

目前的电磁水表大都采用恒流励磁的方式，既加至励磁线圈的电流为恒定的电流，在电池电压波动和线圈电阻波动时，励磁电流为恒定电流，但是该电路的缺点是：恒流励磁为线圈阻值变化（温度影响线圈电阻）和电池电压波动预留余量，既浪费了功耗，又降低了效率；

恒流励磁：图1为恒流励磁原理图，主要工作原理为：通过采样电阻取样，输入运放负反馈，通过运放对场效应管G极的调节实现线圈电流的恒定，线圈电流恒定，磁势才能恒定，才能获得恒定磁场，因为线圈的电流是恒定的所以称为恒流励磁。恒流励磁有几个特点：

（1.1）恒流励磁必须保持电流恒定。传感器磁势的表达式为：F=NI（N为励磁线圈匝数，I为励磁电流），由公式得知为了保证磁势不变必须保证电流恒定；

（1.2）恒流励磁为电池电压波动预留了余量，浪费了功耗，降低了效率。如图2在不同励磁电压时MOS管调节电压也不同，电磁仪表多采用锂-亚硫酰氯电池供电，电池工作电压一般为3.0V~3.6V，电池在标准负载下低于3.0V即无法支持仪表正常工作。从3.0V到3.6V，MOS管为电池电压波动预留0.58V余量，也就是消耗0.58V电压，约占0.58V/3.6V=16%的电池电压，既自耗16%的励磁能量；

（1.3）恒流励磁电路为线圈电阻温度变化预留了调节余量，浪费了功耗。如图2在不同温度时MOS管消耗电压也不同，温度从0℃到40℃，线圈电阻变化16%，MOS管为电池电压波动预留0.36V余量，也就是调节0.36V电压，约占0.36V/3.6V=10%的电池电压，既自耗了10%的励磁能量；

本发明专利中，为了解决上述问题，采用了一种恒压励磁的方式，既所有电压均加载到励磁线圈中；图3为恒压励磁原理图，主要工作原理为：通过DC-DC输出励磁电源E_C，并全部加载到线圈L上来获得磁场，因为线圈L的电压是恒定的所以称为恒压励磁。

恒压励磁硬件主要包含四个部分： DC-DC恒压源、MCU励磁控制、H桥、励磁线圈L。由DC-DC集成模块产生恒压源E_C，MCU根据励磁时序控制H桥电路中MOS管导通和截止，恒压源直接加载到线圈L两端，MCU控制励磁时间，配合AD转换电路完成信号采集。

恒压励磁有以下几个特点：

（a）DC-DC转换效率高。本专利选用低功耗高效同步升压转换器DC-DC集成模块，转换效率高达95%，输入电压最低可至1V，最高可至6V，可完全覆盖电池电压工作范围（以锂-亚硫酰氯电池为例，其电池电压范围为3.0V~3.6V），同时可将电池电量用尽，用到极限。该DC-DC模块是同步脉宽转换器，集成N沟道和P沟道MOSFET开关，同步整流提高了效率，减少了外部元件计数，为实现低噪声运行，可将变频器编程为PWM强制固定频率。

（b）恒压励磁解决了电池电压波动问题。恒压励磁励磁电源由DC-DC获得，当输出电压随电池电压波动时，DC-DC模块可以通过反馈电路感知并快速调节占空比来调整输出电压，所以当电池电压波动时，输出电压一直保持不变，既当电池3.6V时，DC-DC输出稳定的7.2V励磁电压（以7.2V励磁为例），当电池下降到3.0V时，DC-DC通过调节仍保持稳定的7.2V输出从而保证励磁电路正常工作。

（c）恒压励磁电路中无调节阻抗开关，励磁效率高。恒压励磁电路中只有励磁线圈和一个微小采样电阻，励磁电压98%以上加载到线圈上，没有额外消耗能量的调节开关，所以恒压励磁相比恒流励磁电压利用率高，从而功耗小效率高。

2、瞬时励磁

传统的恒流励磁使用的是RL电路的稳态特性，励磁时间长，功耗大，本专利采用的是瞬时励磁，即采用极短的励磁时间，具体如下：

图4是电感线圈的充电的暂态响应曲线，在该图中，a、b、c、d段斜率最大，电流上升最快，效率最高，d、e段斜率较小，上升时间较慢，效率较低，e、f段为稳态段既饱和段，效率更低。本发明专利中，我们将励磁时间设定在a、b、c、d段，仅在这段时间对励磁线圈施加电压，在其他时间段撤去电压，利用了励磁线圈电感的暂态响应，使用暂态励磁，缩短励磁时间，由于功耗是电流和时间的积分，由于励磁时间段短，所以其功耗会大大降低。图5是磁体的磁化曲线，当瞬时的励磁电压撤去后，磁体的剩余磁感应强度Br（或Br'）仍在，利用磁体的剩余磁感应强度作为磁场，传感器中的流体切割磁场中的磁力线，从而产生感应电动势，感应电动势与磁感应强度和流体的速度成正比，通过转换器的运算放大器、A/D测量感应电动势，从而实现测量流量的目的。

而传统的恒流励磁，以图6为例，在a、b、c、d、e、f、g整个时间段都保持有电流，其中a、b、c、d、e、f段为上升阶段，在f~g段为恒流阶段，传统的恒流励磁采用的是f~g段的电流维持磁场，从而产生感应电动势。

3、高电压励磁

为了进一步减低功耗，提高效率，本发明专利采用了提高电压励磁以增大效率的方法：提高励磁电压，既应用电感的RL暂态响应开始时电流变换斜率较大的特性，提高充磁效率；

（3.1）高压励磁比低压励磁效率高

图7为高压和低压（以7.2V和3.6V为例）励磁波形斜率对比图，根据电感的暂态响应，达到同样的电流I，7.2V励磁斜率k1大于3.6V励磁斜率k2，所以7.2V励磁效率高电流上升快，更节省时间；

图8为为高压和低压（以7.2V和3.6V为例）励磁功耗对比图，由于功耗为时间对电流积分，A的面积（0、a、t1围成部分）为7.2V励磁达到电流I的功耗，A'的面积（0、a'、t2围成部分）为3.6V励磁达到电流I的功耗，由图得知A约为A'的1/3，通过能量计算公式E_7.2=UIt=7.2V*A，E_3.6=UIt=3.6V*A'，由此得出E_7.2≈2/3E_3.6，由此可见7.2V励磁比3.6V励磁可以节省至少33%的能耗。

（3.2）高压励磁比恒流励磁功耗低

图9为高压励磁和传统恒流励磁功耗对比图（以恒压励磁7.2V，恒流励磁3.6V为例说明）。

本专利的高压励磁功耗计算：如图9，高压励磁主要工作在a'~d'阶段，以a'~d'为2mS时间和励磁电压为7.2V为例，由于功耗是电流对时间的积分，所以图9阴影面积B'（既高压励磁的能耗）≈（7.2V*60mA*2mS）/2=0.00043J，注B'的面积为a'、d'、t1围成的面积。

传统的恒流励磁功耗计算：如图9，恒流励磁主要工作在a~g时刻，其中a~f主要为线圈电流上升时间，f~g主要为ad采样时间，目前励磁时间主要是20mS+20mS，以3.6V电压励磁和励磁20mS+20mS为例，阴影面积B（既传统恒流励磁的能耗）≈3.6V*30mA*20mS/2+3.6V*30mA*20mS=0.00324J，注B的面积为a、g、t4围成的面积。

由此可见，高压励磁单次能耗仅为传统恒流励磁的13.3%，虽然高压励磁电流较大（约为恒流励磁的2~3倍），但是因为励磁效率高时间短反而功耗极低，基于此项技术在电池节数减少1倍甚至2倍的情况下，我们可以将测量频次由传统技术的数十秒一次缩减至1~3秒或者更短一次，从而提高测量频次，还原真实流量，提高测量精度，满足客户要求。

在本专利7.2V举例时，说明7.2V仅为举例所用，在实际应用时，如果升压和7.2V不同，但其升压原理和本专利的思想是一致的，也属于本专利的保护范围。

4、温度数字修正

当温度变化时，线圈电阻也会发生变化，线圈电阻影响线圈电流，线圈电流影响仪表误差，所以温度变化会影响误差，为了解决此问题，本专利采用温度修正来消除温度变化带来的误差变化。

当励磁电路闭合时，线圈内产生“阶跃响应”型电压输入，电流开始流过电路，但不会迅速上升到其最大值Imax，Imax由V / R（欧姆定律）的比值决定。这个限制因素是由于存在由于磁通量的增长，线圈产生自感电动势，经过一段时间后，电压源抵消了自感电动势的影响，电流变得恒定，感应电流和磁场减小到零。线圈电流表达式为：

，其中：

为电流稳态时电流，V为电压，R为线圈电阻，L是电感，t 是时间，e 是基础自然对数= 2.71828。

由公式得出，当t固定时，电流I_(t)是有关R和L的函数，线圈电感L本身和温度无关，所以电流I_(t)只和电阻有关。线圈温度变化40度，电阻变化16%，所以温度变化会影响励磁电流I_(t)而影响流量误差。

为解决此问题我们加一温度传感器或者利用单片机内部的温度模块测出当前温度（利用单片机内部的测温电路、测温程序或利用软件的方法实现温度修正，其方法也应受本专利的保护），在单片机内存储不同温度下的修正系数B_{温度修正系数},B_{温度修正系数}和线圈电阻是对应关系，线圈电阻和磁感应强度是对应关系，磁感应强度和感应电动势是对应关系，感应电动势和测量流速是对应关系，于是可以根据不同的温度查表得出：

利用软件的方法（如调节励磁时间等）实现流量修正以消除温度影响，其方法也是本专利的思想，也应受本专利的保护。

另外当对电磁水表准确度（如2级表）或电池寿命要求不高情况下，本专利可稍稍增加瞬时励磁的时间另加上公式中的R有互相抵消的相反趋势，所以此时不需要温度修正，在其它对准确度或电池寿命要求较高场合，仍采用温度修正的方法。

5、多根或多路磁体

本发明专利中，如图5，如采用b'a'的磁化曲线，需要较大的电流和较长的时间，而采用ba的磁化曲线，则需要较小的电流和较短的励磁时间，而Br比Br'弱，为了解决剩余磁感应强度（Br）弱的问题，本专利利用多根或多路磁体代替单根或单路磁体，利用其磁场的叠加特性，不需要太大的矫顽力或剩余磁感应强度，避开大磁体矫顽力的问题，即不需要太大的励磁电流也不需要太长的励磁时间，也避开大磁体加工工艺难的问题。在磁体加工时，为配合本发明专利，本发明专利尽量加大磁体的剩余磁感应强度Br，既磁体是介于硬磁体和软磁体之间的半硬（或半软）的磁体。

以下以4根磁体为例进行说明，本专利的保护不限于1根、2根及多根磁体。

图10为可放多根磁体线圈骨架，其中1´为磁轭，2´为磁体、3´为励磁线圈、4´为导磁片、5´为导流管，利用磁场叠加特性，假设1根磁体的能量为A，4根磁体的能量既为4A，放入多根磁体可以增加能量并增加磁场强度，我们根据所需灵敏度调节磁体数目，可制成不同量程比（R值）的电磁水表，另外因为线圈内磁场强度是相同的，所以在其中加入多根磁体，即使线圈外径变大，也不影响磁体剩余磁感应强度，以下为采用多根磁体代替单根磁体的几个特点：

（5.1）多根磁体代替单根磁体：以φ4mm磁体和φ8mm磁体为例说明，4根φ4mm磁体的截面积等于单根φ8mm截面积，理论上使用单根φ8mm的磁体工艺会更加简单可靠，但因为磁体冶炼工艺限制，加工难度随磁体直径变大而变大，所以φ8mm磁体性能不如4根φ4mm磁体。

（5.2）解决矫顽力大的问题：如图5，从b'~a'，当磁场强度逐渐增加，磁感应强度斜率逐渐减小，在要获得Br'的剩余磁感应强度，所需要的磁场强度远大于要获得Br所需要的磁场强度，所以我们采用Br点的剩余磁感应强度，我们利用此点磁感应强度上升斜率较大的地方，减小矫顽力，提高磁场利用率。

（5.3）增加磁体不增加磁阻：传感器磁回路中磁轭、极靴、磁体均为高导磁材料，磁导率约为空气磁导率的5000倍~10000倍以上，所以可以忽略磁体或磁轭以及极靴的磁阻，整个磁回路磁阻主要在流道中，加入多根磁体并不增加磁阻，所以不增加电流。

（5.4）增加磁体需要增加励磁时间：但实际上当放入多根磁体时，线圈电感增加，由上面分析得出瞬时励磁电流主要取决于感抗，流经线圈电流减小，磁场减弱，单根磁体获得能量降低，N根磁体能量总和并不是乘以N，所以针对宽范围电磁水表，需要将励磁时间适当加长至2mS~3mS，才能达到理想要求。

同时我们也可以采用多路磁体（如图11）来代替单路磁体的方式来增强剩余磁感应强度，其中1´´为磁轭，2´´为磁体，3´´励磁线圈，4´´为导磁片，5´´为导流管，既采用多路线圈，每个线圈中一根磁体，既多路线圈多路磁体也和上述一个线圈多根磁体有同样的效果，也属于本专利的保护范围。

6、动态切换励磁时间：

为了进一步降低功耗，本专利根据流量点不同，及零点对不同的流量点的误差的影响不同的情况，采用不同的流量点自动切换不同的励磁时间的方式，进一步减低功耗。

（6.1）零点漂移对大流量影响忽略不计：对于电磁水表和流量计，流量测量的瓶颈主要在零点漂移，零点漂移一般为1mm/S~3mm/S，会影响最小流量2%~6%的误差，随着流量逐渐变大，零点漂移对误差影响量会逐渐降低，当流量＞3Q3/10时对误差影响忽略不计。

（6.2）流速较大时可适当降低磁感应强度：根据感应电动势公式E=K*V*B*D（K为固定系数，V为流速，B为磁感应强度，D为两个电极之间的距离），由公式看出，当流速较大时，感应电动势E较强，此时B可以适当减小，当V比较小时，感应电动势E较弱，此时B需要增强，既对于小流量需要更大的磁场强度，对于大流量，只需要较小的磁场强度，由此我们可以根据水流速来控制励磁时间。

图12为为根据不同流量点自动切换励磁时间对应表。以1S测量一次，t1=2mS，t2=1.5mS，t3=1.2mS，t4=1mS 为例（上述时间仅为举例使用，在本专利应用中，t1、t2、t3、t4的时间和本例有所差异并不影响本专利的基本思路），每天励磁能耗约为：

E=3600S*6h*0.00043J+3600S*5h*0.00032J+3600S*7h*0.000258J+

3600S*7h*0.00022J=27.09J

注：0.00043J为一次2mS励磁能耗。

当不切换励磁时间，每天励磁消耗能耗约为：E=3600S*24h*0.00043J=37.152J。

由此可见动态切换励磁时间可以节省27%的励磁能耗，这对于锂电池供电电磁仪表非常重要。

采用t1、t2、t3、t4四段或者两段及多段，也是本专利的基本思想，也是保护的范围之内。

综上所述，本专利的“恒压励磁”“瞬时励磁”“高电压励磁”“温度修正”“多根或多路磁体”“动态切换励磁时间”等方法，每一种方法都可以独立应用于产品中并可降低产品功耗，如果只采用本专利的一种或几种方法，而不采用本专利的全部方法，也是基于本专利的原理所制作的产品，也能达到降低功耗的结果，也受到本专利的保护。

Claims (1)

1.本发明一种低功耗电磁水表，其特征是：

S1：恒压励磁 采用恒压励磁方式，效率高，无电流调节电路的功耗损失，无能量浪费，以减小恒流励磁时的自耗和内耗，恒压励磁包含高效DC-DC恒压源、MCU励磁控制、H桥、励磁线圈四部分，DC-DC集成模块产生恒压源，MCU根据励磁时序控制H桥电路中MOS管导通和截止，恒压源直接加载到线圈两端，MCU控制励磁时间，配合AD转换电路完成信号采集，此种励磁方式励磁线圈的电压是恒定的称为恒压励磁；

S2：瞬时励磁 利用励磁线圈电感的暂态响应，使用暂态励磁，使用剩余磁感应强度，励磁时间很短，所以可以减低功耗，由RL电路电流曲线得知，线圈刚上电时电流上升快，效率高，随着时间增加，效率逐渐降低，逐渐进入电流饱和阶段，我们把励磁时间设定在电流上升最快阶段，因为电流上升快，所以励磁效率高，在瞬时励磁后撤去励磁电压，通过磁体的剩余磁感应强度作为磁场，传感器中的流体切割磁场中的磁力线，从而产生感应电动势，感应电动势与磁感应强度和流体的速度成正比，通过转换器的运算放大器、A/D测量感应电动势，从而实现测量流量的目的；

S3：高电压励磁：提高励磁电压，应用电感开始时电流变换斜率较大的特性，提高充磁效率，

本专利把励磁电压提高至传统励磁电压的2~3倍，利用高压励磁效率高、上升快的特性，进一步降低励磁功耗；

S4：温度数字修正：对于温度影响励磁线圈的电阻，从而引起励磁电流的变化，采用温 度数字修正的方式以弥补误差的变化，根据RL电路电流公式

得知电流是 和电阻相关的函数，线圈电阻随温度变化，电阻影响电流，电流影响磁场，磁场影响感应电 动势，感应电动势影响误差，所以需要根据温度对流量进行温度修正，以解决温度对误差影 响；

我们加一温度传感器或者利用单片机内部的温度模块测出当前温度，在单片机内存储 不同温度下的修正系数

,可以根据不同的温度查表得出：

；

S5：多根或多路磁体 利用多根或多路磁体代替单根或单路磁体，利用其磁场的叠加特性，不需要太大的矫顽力或剩余磁感应强度，避开大磁体矫顽力的问题，即不需要太大的励磁电流也不需要太长的励磁时间，也避开大磁体加工工艺难的问题，多根磁体结构由线圈骨架、多根磁体、漆包线组成，多路磁体由多对线圈、多根磁体、漆包线组成，我们根据流量灵敏度需要调节磁体和磁路数目来调节剩余磁感应强度，从而提升小流量的测量精度；

S6：动态切换励磁时间 根据流量点不同，及零点对不同的流量点的误差的影响不同的情况，采用不同的流量点自动切换不同的瞬时励磁时间的方式，进一步减低功耗，具体如下：

根据感应电动势公式E=K*V*B*D（K为固定系数，V为流速，B为磁感应强度，D为两个电极之间的距离），由公式看出，当流速较大时，感应电动势E较强，此时B可以适当减小，当V比较小时，感应电动势E较弱，此时B需要增强，既对于小流量需要更大的磁场强度，对于大流量，只需要较小的磁场强度，由此我们可以根据水流速来控制励磁时间。

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