在现行的电磁流量计中,低频矩形波励磁方式(keyedd。c。field)成了主要的励磁形式。在理论上,它使工频干扰、励磁相位干扰、电极极化以及零点漂移等干扰有了可克服的途径。所谓低频矩形波励磁,是一种励磁周期为工频周期的整数倍且励磁过程为正负恒值周期交替的矩形波励磁。但随信号处理方法的不同,将使对应电磁流量计的静动态流量测量性能有所差异。理想的信号处理方法应保持电磁流量计基本原理上的纯线性和快速响应特性。
图1是电磁流量计的基本原理图。导电性流体在传感器工作磁场B(由励磁电流I产生的)作用下,使两测量电极a和b产生正比于流体流速V的感应电势eab。电磁流量计的理想测量方程可表示为：
eab=CBDV(1)
其中,C为仪表常数,D为传感器的管道直径。方程(1)表示电磁流量计产生的感应电动势eab与流体流速V呈线性关系,并且具有对流体流速变化的响应无延时的优点。但在实际的电磁流量计中,电极a和b上叠加了一系列的干扰信号。一般得到的信号
式中,第二、第三项为磁场变化时产生的正交与同相干扰(若磁场不变时,此两项为零);e0为零点漂移干扰(实际电极两端内阻可达几兆欧量级,致使信号中积累起较大的零点漂移值);ec为共模干扰(若图1中的A是差分放大器,即可基本消除此项干扰);ed为电极间可能产生的极化电压干扰和工频进入的串模干扰(对于恒定磁场励磁时极化电压干扰将使信号完全饱和无法反映eab的值)。图2中,磁场B是一种常用的低频矩形波励磁形式,电势信号e是对应励磁方式下的典型信号形式,信号e中的尖峰主要是由励磁正负变化时引入的干扰,而e0即是信号中的零点漂移干扰。
显然,在t1和t2时刻附近,矩形波励磁磁场恒定不变,则信号中就没有式(2)的磁场正交与同相干扰,这就是低频矩形波励磁方式给电磁流量计的信号处理带来的一个优点。同时,由于低频矩形波励磁方法基本减弱了电极极化干扰,即式(2)中的ed主要是工频引入的串模干扰。若假设图1中的A是一个差分放大器,则在图2的t1或t2附近的信号为
从低频矩形波励磁方式下电磁流量计运行原理可知,要实现对流体流速感应电势eab的准确测量,可利用以下基本关系.a.若低频矩形波励磁周期是工频周期的整数倍,则eab可由式(1)的流体流速感应电势信号决定.b.在一个励磁周期下,图2中的t1和t2点为工频串模干扰的等效干扰点,于是在一个低频矩形波励磁周期下有对流体流速感应电势eab信号的一次基本算式：
式(4)给出了电磁流量计信号测量的基本算式.但若要高精度、高动态响应地得出流体流速感应电势eab信号值,对应的信号处理方法将需要解决下列两个问题。
第一,图2的低频矩形波励磁周期实际已成为对流体流速V的基本采样周期.如要提高电磁流量计的动态响应速度,应采用最小的低频矩形波励磁周期(即工频周期的1倍);而采用较大的低频矩形波励磁周期时,却有利于减弱信号e的尖峰影响,并有利于减小零点漂移e0的累积以使信号零点较为稳定.即存在对信号的动态响应与零点漂移稳定性问题。
第二,实际的eab值一般(几十微伏级)小于信号中零点漂移e0最大值(达百毫伏级),约为e0×10的三次方,因此要保证高精度地实现基本算式(4),须通过信号处理手段使信号eab在数值上大于零点漂移e0.即存在既要基本消除零点漂移值e0,又要有效地放大感应电势信号eab的问题.对上述两个问题的不同解决途径将引出不同的信号处理方法.本文就如何有效地放大感应电势信号eab和提高信号动态响应速度两个方面对信号处理方法进行探讨,并提出一种较理想的基线控制法信号处理方法。
推荐资讯
- 对集流型电磁流量计进行改造提升封堵采油井2018-08-30
- 污泥流量计,测量污泥用电磁流量计2018-08-29
- 工艺操作对水煤浆电磁流量计的影响2018-08-29
- 管道杂散电流干扰对电磁流量计的影响及其排2018-08-28
- 电磁流量计应用安装使用及故障排查2017-08-17
- 一种基于通信技术和图像识别算法的电磁流量2017-07-02
- 基于电磁流量计的钻井液出口流量监测系统的2016-11-01
- 电磁流量计故障原因分析及解决办法2017-06-29
- 市场竞争能否影响电磁流量计供应链的稳固2016-10-27
- 电磁流量计与其他污水流量计的检测概况对比2017-09-21
- 电磁流量计在凝结水泵试验回路流量测量中的2018-06-12
- 电磁流量计知名厂家到底有哪些？这些知名厂家2018-07-04
