電磁流量計發(fā)展趨勢 發布時間:2017-07-31
流量計(jì)是利(lì)用物(wù)理(lǐ)原(yuán)理實現對一段(duàn)時間内流體流(liú)量測(cè)量的(de)儀器。電磁流量計具有寬量程(chéng)、耐(nài)腐(fǔ)蝕、結構簡單等優點,是當前常(cháng)用的流量計品(pǐn)種之一。電磁流(liú)量計(jì)的理論産(chǎn)生于20世紀(jì)20年代(dài)。當代(dài)電(diàn)磁流量(liàng)計大(dà)多以計算機技術爲(wèi)基礎(chǔ),其功(gōng)能(néng)随着(zhe)計(jì)算機的信息處(chù)理能(néng)力、存儲能(néng)力、運(yùn)算(suàn)能力和計算(suàn)機的控制(zhì)功能(néng)的(de)增(zēng)強而(ér)增強(qiáng)。電磁流量(liàng)計革(gé)新(xīn)的(de)四個方向(xiàng)值(zhí)得關注(zhù):電磁流量(liàng)計的(de)結構、電磁流量(liàng)計的勵(lì)磁方式、電磁(cí)流(liú)量計的(de)信号(hào)處理(lǐ)技術(shù)以及(jí)電磁流量(liàng)計的智能化等(děng)。本文(wén)以此(cǐ)爲線索,總結(jié)電(diàn)磁流(liú)量計(jì)的發(fā)展曆(lì)程并(bìng)分析其發(fā)展趨勢(shì)。 1電磁流(liú)量計(jì)結構 電磁流量(liàng)計是利用電極與流體構成一個回路來(lái)測量回路(lù)中産(chǎn)生的電參數。傳(chuán)統電磁流(liú)量計(jì)測量原理如圖(tú)1所(suǒ)示。電磁(cí)線圈(quān)在直徑爲d、橫截(jié)面積爲a的管道(dào)中産生一個磁(cí)場強度爲(wèi)b的磁(cí)場(chǎng)。當有流體經(jīng)過時會(huì)切割磁(cí)感線而産生感(gǎn)應電動(dòng)勢(shì)u,測量電極接收電動(dòng)勢信号。由公式可計算其(qí)流量(liàng)。式中:q爲流(liú)量;k爲修正系數。 由于(yú)傳統的電磁流(liú)量計無法測量(liàng)低電導率(lǜ)的流(liú)體,且對(duì)摩擦、粘(zhān)附效應敏(mǐn)感,隻(zhī)能測(cè)量(liàng)流體滿(mǎn)管情況等(děng),因此(cǐ)需要改變(biàn)其結(jié)構,使其能(néng)夠适(shì)應更複(fú)雜(zá)的環境。改變電磁流量計結構的主(zhǔ)要方(fāng)法是改變(biàn)電極的數(shù)量和(hé)位置,從(cóng)而形成(chéng)電容電磁流量(liàng)計、非(fēi)滿管電磁流量計等。 1.1電容電磁流量計 電(diàn)容式電磁流量(liàng)計從根本(běn)上解決了電極表面(miàn)附着、腐蝕、摩擦(cā)等問題,其(qí)電極(jí)與被(bèi)測流體間(jiān)有絕(jué)緣襯裏隔(gé)離,或者直接采(cǎi)用絕緣測量管(guǎn)。電極置于(yú)測量管外(wài)面或(huò)鑲嵌于測量(liàng)管内部(bù)。嵌入式(shì)電磁流(liú)量計和(hé)外(wài)貼式電磁流量(liàng)計的(de)結構如圖(tú)2所示(shì)。 電極(jí)與被(bèi)測流(liú)體通過絕緣管(guǎn)形成檢測(cè)電容(róng),通過(guò)此電(diàn)容來耦合(hé)流量信号。其主(zhǔ)要(yào)的結構形式按照電極(jí)的安(ān)裝(zhuāng)位置可以分(fèn)爲兩種:電(diàn)極嵌入(rù)測量管(guǎn)的絕(jué)緣襯裏内(nèi)部(嵌入式)、電極(jí)貼在測量管(guǎn)外部(外貼式)。嵌入式結構與普通(tōng)電磁(cí)流量計結(jié)構相(xiàng)似(sì),而外貼(tiē)式大多(duō)是通(tōng)過(guò)陶瓷表(biǎo)面金屬(shǔ)化技術将電極貼在(zài)測量(liàng)管外。 1.2非滿管(guǎn)電磁流量計 普(pǔ)通的電(diàn)磁流(liú)量(liàng)計(jì)隻能(néng)測量滿(mǎn)管流的流量,而(ér)很(hěn)多情(qíng)況下(xià)由于流量(liàng)流速很快(kuài),有時充不(bú)滿管道,普(pǔ)通的電磁(cí)流量計不(bú)能(néng)适(shì)用,因(yīn)此希(xī)望電(diàn)磁流(liú)量計能夠進行非滿管流(liú)量的(de)測量。目(mù)前市面(miàn)上常見的非滿(mǎn)管電磁流量計(jì)有下面(miàn)幾(jǐ)種。 ①多(duō)電極式(shì)非滿管(guǎn)電磁流量計。其(qí)底部(bù)是一對信(xìn)号注入(rù)電(diàn)極,中(zhōng)間有(yǒu)多對測量(liàng)電極(jí),頂(dǐng)端(duān)有一個滿管(guǎn)電極。在(zài)滿管(guǎn)情況(kuàng)下,該(gāi)流(liú)量(liàng)計與普通(tōng)的電磁(cí)流量計的功(gōng)能相同,滿(mǎn)管情況下流體(tǐ)的橫(héng)截面積是(shì)固定的(de),此時計(jì)算流量值隻需要測量流(liú)體的(de)流速即可。當流(liú)體非滿管時,滿管電(diàn)極檢測到(dào)管道(dào)非滿(mǎn)狀态,利用(yòng)算法(fǎ)修正測量值,此時流(liú)量計的測(cè)量方式改成測量流體流速和液面高度(dù)。信号注入電極與(yǔ)在不同(tóng)位置的(de)三對測量電(diàn)極共同工(gōng)作,用于測量液(yè)位面(miàn)的(de)高度和(hé)流體的(de)速度。多(duō)電極式(shì)非(fēi)滿管(guǎn)電磁流(liú)量計結(jié)構簡圖如圖3所(suǒ)示。 ②電容式(shì)非滿管電磁流量計。電容式非滿管(guǎn)電磁(cí)流量計結(jié)構簡(jiǎn)圖如圖(tú)4所示。 電(diàn)容(róng)式(shì)非滿(mǎn)管電磁流(liú)量計就是利用液位(wèi)的變化使得電(diàn)容的(de)極(jí)距發生(shēng)變化,通(tōng)過測量(liàng)發送(sòng)電(diàn)極和檢(jiǎn)測電(diàn)極之間的電容(róng)耦合值即(jí)可測量(liàng)流量值。 ③利用阻抗或信(xìn)号衰減的非滿(mǎn)管電磁流量計。這種結(jié)構的非滿管(guǎn)電磁流(liú)量(liàng)計是當前(qián)的方向之一。其結構(gòu)是流(liú)量管底部(bù)貼一(yī)對信号發(fā)射電極,在(zài)流量(liàng)管中(zhōng)間貼(tiē)信号(hào)接收電(diàn)極。由于(yú)信号(hào)在流體中(zhōng)傳播會(huì)産生衰(shuāi)減,且傳播時間越長,衰減(jiǎn)越多(duō),因此通(tōng)過(guò)信号接收電極(jí)接收(shōu)到的(de)信号衰減(jiǎn)量即可得知(zhī)液面高度;同(tóng)時該(gāi)電極還(hái)能測量(liàng)流體切割磁感(gǎn)線産生的(de)電動(dòng)勢,以此達到(dào)測(cè)量非滿管(guǎn)流量的目的。阻抗式(shì)或信(xìn)号衰減非(fēi)滿管電磁(cí)流量(liàng)計結(jié)構簡圖如(rú)圖5所(suǒ)示。 ④智能化(huà)非滿管(guǎn)電(diàn)磁流(liú)量計。這種流量(liàng)計是(shì)電磁流量(liàng)計智能(néng)化發展的方向(xiàng)之(zhī)一。使用兩種(zhǒng)接法不(bú)同的勵(lì)磁線圈(quān),應用權重函數(shù)與幾何位置有(yǒu)關的(de)原理(lǐ),建立(lì)液位的(de)函(hán)數關系,最(zuì)後通過在(zài)線(xiàn)計算(suàn)求取液位。姜玉(yù)林、丁文(wén)斌改進了(le)權重(zhòng)函數與感應電(diàn)勢的計(jì)算(suàn)方法(fǎ)。對(duì)于非(fēi)滿管流(liú)量計來(lái)說,由于其流(liú)體分布與(yǔ)普通的(de)電磁流量計(jì)不同,因此其(qí)權重(zhòng)函數也(yě)不同,在非滿管(guǎn)的情況下對其權重(zhòng)函數進行(háng)有限(xiàn)元數值分(fèn)析,得到不同液(yè)面下的(de)權重函(hán)數。 除(chú)此之(zhī)外還(hái)有其他功(gōng)能的(de)電磁(cí)流量計,例(lì)如改變信息傳輸通(tōng)道将信号(hào)線與電源(yuán)線串(chuàn)在一起(qǐ)的二進(jìn)制電磁流(liú)量計、用于測量渠道(dào)的潛水電磁流量計(jì)、爲了降低(dī)功耗(hào)并(bìng)提(tí)高勵(lì)磁效(xiào)率和靈敏(mǐn)度的(de)異徑電磁(cí)流量計、用(yòng)于油(yóu)水兩相流(liú)流量(liàng)測量的分流式(shì)電磁流量(liàng)計以及其(qí)他電(diàn)磁流(liú)量計。 2勵磁方式的優(yōu)化(huà) 勵磁方式的選擇(zé)影響(xiǎng)了整個流(liú)量計系統的精度、能(néng)耗等參數。因此在電磁流(liú)量計的結構确定之(zhī)後,勵磁方式的選擇尤爲(wèi)重要(yào)。勵磁方式(shì)可以(yǐ)分爲(wèi)兩(liǎng)種基本(běn)形式,即采(cǎi)用交變磁場的形式(shì)(包括正(zhèng)弦波勵(lì)磁、矩形波勵(lì)磁(cí)、三值波勵(lì)磁和雙頻矩(jǔ)形(xíng)波勵磁)和(hé)采用恒定(dìng)磁(cí)場(chǎng)的形式(包(bāo)括直流電源勵磁和永磁(cí)體勵磁)。 2.1交變磁(cí)場勵(lì)磁 工頻正弦波(bō)是最(zuì)早應用于(yú)電磁流(liú)量計中的勵(lì)磁(cí)方式,其(qí)測量速(sù)度(dù)快,受(shòu)電化學反(fǎn)應影響小(xiǎo),但是由于(yú)頻率高,容(róng)易因(yīn)爲渦流(liú)産生同(tóng)相噪聲且微分噪聲(shēng)補償困難(nán),零點容易(yì)漂移(yí)。低頻矩形波勵(lì)磁具有實(shí)現簡(jiǎn)單、零(líng)點(diǎn)穩定、抗(kàng)工頻(pín)幹擾等優點而成爲(wèi)流量(liàng)計廠商主(zhǔ)要采(cǎi)用的(de)勵磁方式。 随着實際(jì)生産(chǎn)應用(yòng)中對(duì)流體(tǐ)測量速度和對漿液測量(liàng)精度(dù)要求的提(tí)高,低(dī)頻勵磁(cí)已不能(néng)滿足要(yào)求,于是國(guó)外提出高頻(pín)方波勵(lì)磁和雙頻矩形波(bō)勵磁。高頻(pín)方波(bō)勵磁(cí)或雙(shuāng)頻(pín)矩形波勵磁雖能有效克服漿(jiāng)液(yè)噪(zào)聲(shēng)、流動噪聲等幹擾并提(tí)高(gāo)測量(liàng)速度,但是有關(guān)高頻(pín)勵磁部分(fèn)的核心技(jì)術(shù)并(bìng)未披(pī)露。國内還(hái)沒有廠(chǎng)家能夠提供(gòng)擁有自主(zhǔ)産權(quán)的(de)産(chǎn)品,相(xiàng)關的(de)文獻也很(hěn)少。雖(suī)然雙(shuāng)頻矩(jǔ)形波勵(lì)磁兼具高頻(pín)測量速度(dù)快(kuài)和(hé)低頻穩定(dìng)性好,且(qiě)對流(liú)動(dòng)噪聲不敏(mǐn)感,但(dàn)是由(yóu)于需要執行複(fú)雜(zá)算(suàn)法,會(huì)增加(jiā)功(gōng)耗。劉鐵(tiě)軍、宮(gōng)通勝在(zài)雙(shuāng)頻勵磁的(de)基礎上對(duì)其進行了(le)改進,并提(tí)出一(yī)種時分雙頻勵(lì)磁的方法。該方(fāng)法在兼顧(gù)了低(dī)頻高頻優(yōu)點的(de)同時,又(yòu)能夠在很寬的(de)測(cè)量範(fàn)圍内實現流量(liàng)的精度高(gāo)測量。 2.2恒定磁場(chǎng)勵磁 相對于交(jiāo)變磁場勵磁方(fāng)式來(lái)說,恒定磁(cí)場勵磁的方式實現(xiàn)起來更加(jiā)簡單,受工頻幹擾影(yǐng)響(xiǎng)小,而且使用(yòng)恒定(dìng)磁場勵(lì)磁(cí)可以簡(jiǎn)化傳感(gǎn)器結構。 恒定磁(cí)場勵磁最關鍵(jiàn)的問(wèn)題就是電(diàn)化學及其他因(yīn)素會在電磁流(liú)量計測量電極(jí)上産生嚴重的(de)極化現(xiàn)象(xiàng),導緻(zhì)測量電極兩端(duān)産生極化(huà)電壓(yā)。極化電(diàn)壓(yā)過大(dà),則會淹沒測量(liàng)信号産生的感(gǎn)應電(diàn)動勢。而交(jiāo)變磁(cí)場(chǎng)勵(lì)磁可(kě)以通過(guò)不斷變(biàn)換勵磁的方向(xiàng)來消除電極表(biǎo)面極化現象,因(yīn)此,目前國内外(wài)電磁(cí)流量計大(dà)多采用交(jiāo)變磁(cí)場勵磁。恒定磁(cí)場勵磁方式應(yīng)用于導(dǎo)電率高(gāo)、流體内阻小、而又不(bú)産(chǎn)生(shēng)極化(huà)效應的液态金(jīn)屬的(de)流(liú)量(liàng)測量(liàng)中。 爲了(le)克(kè)服電極表面極化現(xiàn)象,目前(qián)采用的方法可分爲以(yǐ)下兩種。①從極化電壓(yā)的原理出(chū)發,分(fèn)析(xī)兩(liǎng)個電(diàn)極上(shàng)極化電壓(yā)的相關性,從根(gēn)本上消除極(jí)化(huà)電壓的影(yǐng)響,如(rú)差分(fèn)對比消除極化電(diàn)壓(yā)法。但(dàn)是由于極化電(diàn)壓影響因素多,且其随(suí)機(jī)性遠(yuǎn)遠大于(yú)反映流(liú)量信(xìn)号(hào)的感應(yīng)電動勢,所以其(qí)消除極化的效(xiào)果并不理(lǐ)想。②另(lìng)一種是避開極(jí)化電(diàn)壓的原理(lǐ),設法在不影響(xiǎng)流體(tǐ)感(gǎn)應信号測量的情況下,将極(jí)化電壓控制在(zài)一個(gè)穩定(dìng)的值,如繼電器(qì)電容反饋抑制(zhì)極化(huà)法(fǎ)。浙(zhè)江大學提出了(le)一種(zhǒng)新的(de)方法,該方(fāng)法是(shì)利用(yòng)在電(diàn)極上施加(jiā)快速(sù)變化(huà)的(de)交變電(diàn)場來(lái)抑(yì)制(zhì)極化(huà)電壓(yā),且此交變(biàn)電(diàn)場隻在非采(cǎi)樣時(shí)間段内激發。上海大學提出了(le)另(lìng)外一種(zhǒng)反饋(kuì)的方(fāng)法,即對測(cè)量電極進(jìn)行等電量(liàng)動态跟蹤反(fǎn)饋的方法來(lái)消除磁鋼(gāng)勵磁(cí)電磁流量(liàng)計的電極極化問題。目前,這種(zhǒng)方法是當前恒(héng)磁磁(cí)場(chǎng)勵磁方(fāng)法的焦點。 3信号(hào)處理方法的改(gǎi)良 電磁流(liú)量計通過采集一段(duàn)時間内的電信(xìn)号來(lái)達到(dào)測量(liàng)流量的目(mù)的,這(zhè)樣在測量過程(chéng)中不可避(bì)免地(dì)會摻雜(zá)各種幹(gàn)擾信号,因(yīn)此對信号的檢測處(chù)理方式的改(gǎi)良(liáng)就顯得尤爲重(zhòng)要。 3.1普通(tōng)電磁流量計信号處理 信号的檢(jiǎn)測處理實(shí)際(jì)上就是(shì)對信号進(jìn)行放(fàng)大、采(cǎi)集(jí)與幹擾(rǎo)抑制。信号方面的主(zhǔ)要集(jí)中在(zài)幹擾的抑制上(shàng)。電磁流(liú)量(liàng)計的幹擾主要(yào)包括(kuò)極化(huà)電壓的幹(gàn)擾、工(gōng)頻幹擾、電(diàn)化學幹擾、流體(tǐ)碰撞幹擾、微分幹擾、零點漂移(yí)等。除此以外,部(bù)分發現流體的(de)不對稱流動。電極和(hé)勵磁(cí)線圈(quān)的不對(duì)稱也會産生(shēng)相應的測(cè)量誤差。國(guó)内許(xǔ)多機構在這些(xiē)方面作(zuò)了(le)很多的,如(rú)上(shàng)海大學(xué)提出的一(yī)種反饋式(shì)信号(hào)放大(dà)處理方法(fǎ),采(cǎi)用矩形波勵磁來(lái)克服(fú)極化電壓(yā)、工頻(pín)帶來的幹(gàn)擾,利用增(zēng)加勵(lì)磁頻率或改變勵磁方式(shì),克服電化學(xué)幹擾和(hé)流體碰撞管道(dào)時産(chǎn)生的幹擾(rǎo)。周真、王強等人(rén)通過(guò)對流(liú)量計極間(jiān)信号進行建模來分離幹(gàn)擾(rǎo)信号和(hé)流量(liàng)信号,采取提前(qián)确定(dìng)阈值(zhí)來進行偏(piān)置調整抑(yì)制低頻漂(piāo)移産(chǎn)生的(de)幹擾,利用(yòng)數模混合(hé)最優(yōu)濾波法消(xiāo)除微(wēi)分幹擾。對(duì)于恒(héng)磁勵磁方(fāng)式來(lái)說,幹擾主(zhǔ)要來(lái)源于極化(huà)電(diàn)壓(yā)幹擾以及零點漂移幹擾,消除零點(diǎn)漂移幹擾的方(fāng)法有電容(róng)隔離法、反饋式信号(hào)處理(lǐ)方法(fǎ)和三次(cì)采樣消(xiāo)除零(líng)點漂移法(fǎ)等。。 3.2電容式電磁(cí)流量(liàng)計信(xìn)号處(chù)理 普(pǔ)通電(diàn)磁流量計的(de)電極部分是以(yǐ)金(jīn)屬導(dǎo)體(tǐ)與被測液體(tǐ)接觸,而流體流(liú)動時(shí)會對電極産生碰(pèng)撞噪聲。後來(lái)的電容式(shì)電(diàn)磁流量(liàng)計使(shǐ)電極(jí)部分不與(yǔ)被測流體(tǐ)直接接觸(chù),而(ér)是透過(guò)管壁與流體的(de)感(gǎn)應電動勢産(chǎn)生感應(yīng),從(cóng)根(gēn)本上解決了雜散(sàn)噪聲的問題。但(dàn)是由于耦(ǒu)合電(diàn)容的容抗是電(diàn)容式電磁流(liú)量(liàng)計的主要信号内阻(zǔ),其(qí)耦合電(diàn)容值(zhí)很(hěn)小,而内(nèi)阻很(hěn)大,測量得(dé)到的信号信噪比會(huì)很小。爲了(le)獲取(qǔ)較高的信(xìn)噪比,必須使用(yòng)高輸(shū)入阻抗的(de)前置(zhì)放大器和(hé)高共模抑(yì)制比(bǐ)的差(chà)動放(fàng)大器(qì),進行信(xìn)号(hào)的阻(zǔ)抗轉(zhuǎn)換和放大(dà)。 目前,信号(hào)檢(jiǎn)出(chū)方法有兩(liǎng)種:直(zhí)接檢測(cè)感應電壓與(yǔ)通過(guò)“虛地”來檢測電流法(fǎ)。電壓(yā)檢測(cè)法技(jì)術成熟,但是受(shòu)流體因素影響(xiǎng)大。檢(jiǎn)測電流法通(tōng)過“虛地”與合(hé)适的電阻值(zhí)來(lái)獲得高電(diàn)勢,通(tōng)過q=ce來計算(suàn)電容(róng),最後通過微分得出電流值。此(cǐ)方法可從(cóng)根本(běn)上消除電(diàn)容洩(xiè)漏電流(liú)的影響(xiǎng),但是這種方法(fǎ)受耦(ǒu)合電容值(zhí)變化的影響較大,而(ér)且電路複(fú)雜,一(yī)般較少采(cǎi)用。 互相關檢測(cè)方法是基(jī)于互(hù)相關函數同頻相關,不同(tóng)頻不(bú)相關的(de)性(xìng)質,通(tōng)過互相關(guān)運算(suàn),達到(dào)濾出噪聲(shēng)的效果。已(yǐ)知發送信号的頻率,就可(kě)在接收端(duān)發出相同頻率(lǜ)的參考信(xìn)号,與(yǔ)混亂信号(hào)進(jìn)行相關即可(kě)提取(qǔ)出微(wēi)弱的測量(liàng)信号(hào)。在後續的(de)數(shù)據處理當中(zhōng),他們使用了(le)基于相(xiàng)關(guān)檢測原理的旋(xuán)轉電容(róng)濾波(bō)器。這種電(diàn)路抗幹擾能力(lì)很強,有很高的(de)信噪比。 由(yóu)于智(zhì)能電(diàn)磁流量計(jì)的出現(xiàn),越來越(yuè)多(duō)的信(xìn)号處理(lǐ)技術(shù)不再(zài)是單純的(de)電路(lù)式濾(lǜ)波,而更多地使用軟件(jiàn)濾波,比如可以利用matlab對(duì)信号進(jìn)行在線(xiàn)處理,以有效地降低幹擾(rǎo),或利(lì)用小波變換對信号進行處理(lǐ)以抑(yì)制幹擾等(děng)。 4流量(liàng)計的(de)智能(néng)化 随着(zhe)微處理器的(de)發(fā)展,電磁(cí)流量(liàng)計也(yě)在朝(cháo)着智能化方向(xiàng)發展。其(qí)智(zhì)能化方向可(kě)分(fèn)爲信(xìn)号處理智(zhì)能化和控制智能化(huà),兩者共同作(zuò)用(yòng)構成了智能電(diàn)磁流量計。其主(zhǔ)要技(jì)術(shù)包括軟(ruǎn)件技(jì)術、自診斷(duàn)功能(néng)、程控(kòng)放大(dà)器技術(shù)、微(wēi)處理(lǐ)器抗(kàng)幹擾(rǎo)技術(shù)等。 軟件技術是(shì)信号處理智能(néng)化的(de)标(biāo)志,即通過軟(ruǎn)件來控制(zhì)電磁流(liú)量(liàng)計的(de)整個(gè)工作過程(chéng)。數字(zì)濾(lǜ)波(bō)、非線(xiàn)性拟合、零點(diǎn)自(zì)校正(zhèng)是較常見(jiàn)的技(jì)術。數字濾(lǜ)波能(néng)夠完(wán)成模(mó)拟(nǐ)濾(lǜ)波(bō)不能完(wán)成的濾波(bō)功能(néng),例如:脈(mò)沖(chòng)幹擾(rǎo)剔除、數字電路(lù)毛刺幹擾消除(chú)、a/d轉換器的抗工(gōng)頻以(yǐ)及确保輸(shū)入微處理(lǐ)器數(shù)字的可(kě)靠性。另(lìng)外,數(shù)據在線分(fèn)析與(yǔ)數據重構(gòu)也是方向之(zhī)一(yī),如利用(yòng)小波變(biàn)換分離漿液流體當(dāng)中的(de)流量(liàng)信号、漿液(yè)信号和利(lì)用陷波濾(lǜ)波器(qì)組的(de)信号(hào)處理(lǐ)方法等。 電(diàn)磁流(liú)量計是無(wú)阻擾測量,其測(cè)量電極與流體(tǐ)接觸(chù)後(hòu)容易發生磨損(sǔn)、腐蝕、結垢等(děng)現象(xiàng),這些(xiē)現象會極(jí)大地(dì)影響(xiǎng)電(diàn)磁流量(liàng)計的測量(liàng)精度(dù)。爲了(le)便于拆卸(xiè)維護,電(diàn)磁(cí)流量計增加了(le)自診(zhěn)斷功能。其功(gōng)能(néng)越來(lái)越多,相繼(jì)添加了信(xìn)号線(xiàn)性度(dù)、勵(lì)磁電路的完整性(xìng)和準(zhǔn)确性(包括(kuò)勵磁線圈電(diàn)阻(zǔ)和勵(lì)磁電(diàn)流)、監控和(hé)診斷(duàn)流程和環(huán)境條件的變化(huà)(如液體(tǐ)電導率是否變化,流體(tǐ)中氣泡(pào)和(hé)固體(tǐ)顆粒含量等)。随後出現一種無(wú)需改變電磁流(liú)量計結(jié)構(gòu)就能(néng)進行勵(lì)磁電流異常(cháng)的自(zì)診斷技(jì)術。 程(chéng)控放大(dà)器技術能(néng)夠實(shí)現電磁(cí)流(liú)量計(jì)量程的自動轉換,同時(shí)利用增(zēng)益控(kòng)制方(fāng)法能(néng)有效削(xuē)弱微(wēi)分幹擾(rǎo)峰值(zhí)使放(fàng)大器過載的問(wèn)題,便(biàn)于流量信(xìn)号電勢(shì)處理,提(tí)高抗微分(fèn)幹(gàn)擾的能力。 以往的(de)抗幹(gàn)擾技術解(jiě)決了(le)輸入與輸(shū)出之間的各種(zhǒng)幹擾問題,但是當電磁流量計(jì)引入(rù)智能系統(tǒng)後,來自微處理(lǐ)器的各種幹擾(rǎo)同樣(yàng)會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的精度(dù),甚至會導緻整個流(liú)量測量系(xì)統跑飛或崩潰。目前(qián),國内外常(cháng)常使(shǐ)用軟(ruǎn)硬件(jiàn)結合(hé)的(de)方式來(lái)提高微處(chù)理器的抗幹(gàn)擾能力(lì)[33,37]。常用的(de)軟件(jiàn)抗幹擾方法有:軟(ruǎn)件指令冗餘措(cuò)施、軟件陷(xiàn)阱抗(kàng)幹(gàn)擾方法(fǎ)、軟件(jiàn)“看門狗”技術等。純粹的軟(ruǎn)件抗幹擾(rǎo)會(huì)浪費大(dà)量的(de)cpu功率,所以(yǐ)先使(shǐ)用硬件來(lái)消除(chú)大(dà)部分幹(gàn)擾。常用的硬件(jiàn)抗幹擾(rǎo)有(yǒu):光電(diàn)隔離(lí)器(qì)、接地技術、掉電保護技(jì)術等。 5結束語 近(jìn)年來,電磁流量計随着(zhe)需求的(de)增加(jiā)不斷發展(zhǎn)。在諸多(duō)的電磁(cí)流量計技術(shù)發(fā)展當中,作(zuò)者認(rèn)爲未來的(de)電磁(cí)流量(liàng)計(jì)發展仍(réng)然以勵磁優化(huà)、信号處理技術(shù)爲主,同時電磁(cí)流量計将不斷(duàn)添加(jiā)各種智能化的功能以應(yīng)對更(gèng)多、更(gèng)複(fú)雜(zá)的測量環(huán)境。
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