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            1. 分類導航
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              電磁流量計基波平均值的信號調理方法和間歇激
              發布日期:2017-5-15 14:32:52
              電磁流量計基波平均值的信號調理方法和間歇激磁方法
                電磁流量計在信號調理過程中會出現信號失真、信號被放大的問題,并且儀表測量誤差也會隨運行時間的增加而變大,為了解決這些問題,本文提出了電磁流量計基波平均值的信號調理方法和間歇激磁方法,檢定結果表明一該種方法的有效性。        
                電磁流量計是應用范圍最為廣泛的導電介質(液體)體積流量計量器具。目前國內很多廠家都在生產相應的產品,如天津工業大學生產的LDZ一體化智能電磁流量計,上海光華愛而美特儀器有限公司生產的SCAIc電磁流量計,上海光華儀表廠生產的LDZ一4A電磁流量轉換器和LDE型系列電磁流量計等。這些流量計在化工,礦冶,鋼鐵,煤炭,水利水工,給排水等工業流程及污水排放中獲得廣泛應用ll],但科技查新顯示,這些產品在使用時還存在很多問題:如有的測量范圍不高于1:20,測量的最低流量僅為0.4化己s,而低于此值的測量精度很難滿足測量要求,有的只采用普通電路模塊及信號調理技術,測量精度僅為,流速范圍僅達l:40,為0.3一12m/s。國內市場中的國外產品主要以Fisher0Rosemount0Endress+Hauser、Yakogawa等國外大公司的產品為主,這此產品雖然在測量范圍、測量精度等指標上優于國內產品,但其產品為西文操作方式,難于掌握,且操作復雜,價格昂貴,因此很難滿足國內市場要求。
                針對這種現狀,我們對日本、德國、美國及國內產品的技術資料進行了深人的研究,分析發現很多電磁流量計的信號處理方法為峰值采樣,電容隔離(或補嘗)雙極性分時濾波與數字濾波相結合的雙重濾波技術,此種技術不能很好解決感應信號失真和信號被放大等問題,另外我們還發現國內有些產品在經過現場一年運行后,儀表的測量誤差會超過規定值l的多倍,出現嚴重的不合格的現象;因此扭寸于上述問題我們開展了研究,并提出解決方案,現論述如下。
                2基波平均值法信號調理
                2.1基本工作原理
                電磁流量計的基本框圖如圖1所示。
                由法拉第電磁感應原理可知,當流過測量導管的導電流體以流速護作切割磁感應強度為B的磁力線運動時(見圖l傳感器部分),則在一對檢測電極之間檢測的感應電動勢E所產生的電壓U與磁感應強度B、液體流量Q之間的關系為:
                當激磁電流恒定時,磁感應強度B為常值,故U與Q成線性關系,測t出電壓值并經過電路轉換后,即可得出體積流量l3]。
                2.2基波平均值法信號調理
                上述一對檢測電極之間檢測的感應電動勢是毫伏數量級的弱信號,并且亞加了多種頻率的噪聲,表示為
                如前所述,采用電容隔離法來抑制零點漂移的,圖l中所示信號前里差動放大器抑制共模,經過電容禍合后經交流放 大器放大,于圖4中的與時刻進行采樣保持,經直流放大后輸出,其整機的放大倍數為k。
                這種電路結構簡單,對高頻可以起到有效的抑制作用,但我們的實驗結果表明,該電路的抗能力特別差。為此,本文提出一種基波平均值轉換的信號調理方法,其結構框圖如圖2所示.
                3間歇激磁
                前言中提到,國內有的產品在經過大約一年的現場運行以后,儀表的測t誤差會大大超過規定值,經現場技術人員和專家共同分析得出,其原因是又翻教磁電路的激磁方式和激磁功耗沒有很好地綜合考慮,引起溫度不穩定造成的。目前,國內外一般采用矩形波激磁,如圖3所示,但在恒流源上會產生較大的壓降,增加工耗.為此我們采用間歇激磁方祛來降低功耗(見圖4)
                上述研究成果已應用于我們研發的智能一體電磁流量計之中,取得較理想的效果。檢定結果如表l所示:
                本文提出了基波平均值的轉換方法,即采用窄帶濾波的方法提取出信號的基波分量,并求其平均值,在此過程中還較好地濾除了信號中的和噪聲分雖,提高了流量信號的了卻噪比,有效提高電磁流誣廿t的抗能力。并提出了間歇激磁方法,有效陽氏了激磁功耗,抑制了溫升。使產品在測t范圍,測量精度和重復性等重要指標上均取得了顯著提高。但在零點特性動態響應方面還不完善,這可與雙頻激磁聯合應用以提高其性能,此種方法還有侍于進甲步研究。
               
                     


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