當(dāng)電磁流量計(jì)的測(cè)量管中的電極暴露在空氣中時(shí),傳感器會(huì)發(fā)生很大的攪擾信號(hào),致使流量計(jì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)不能真實(shí)的反映液體的流量。為此,在電磁流量計(jì)安裝、使用進(jìn)程中一般要求電磁流量計(jì)的管道必須充滿被測(cè)液體。但在實(shí)踐應(yīng)用中,很難確保管道一直充滿液體。
一、空管攪擾的機(jī)理
當(dāng)電磁流量計(jì)傳感器有流體流過(guò)期,傳感器中的流體、電極a、b與轉(zhuǎn)換器的輸入回路構(gòu)成一個(gè)閉合回路(見(jiàn)圖1),其等效電路見(jiàn)圖2:液體等效電阻R、轉(zhuǎn)換器輸入阻抗Z1,流缽發(fā)生的感應(yīng)電勢(shì)e1、e2。設(shè)B是傳感器勵(lì)磁的磁場(chǎng)強(qiáng)度,U是管道內(nèi)流速分布場(chǎng),則傳感器輸出的流量信號(hào)可用下式表示。
式中l(wèi)是電極中的距離
空管時(shí)Re→∞,輸入回路開(kāi)路。因?yàn)檗D(zhuǎn)換器的輸入阻抗Zi,懸空的電極a、b兩端可感應(yīng)出很強(qiáng)的攪擾電壓。經(jīng)剖析攪擾信號(hào)主要來(lái)自工頻電網(wǎng)(剖析進(jìn)程這兒不作詳述)。傳感器有流體流過(guò)期,其輸出的流量信號(hào)e的ZUI大峰值只要5mV左右,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器級(jí)外表擴(kuò)大器后的輸出電壓u的ZUI大峰值大概為0.5V(擴(kuò)大100 倍)?？展軙r(shí),攪擾信號(hào)的峰值可高出正常峰值的幾十倍,轉(zhuǎn)換器的外表擴(kuò)大器間歇發(fā)生飽滿輸出(見(jiàn)圖3),致使流量計(jì)量無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
二、空管攪擾的檢測(cè)
為了掃除以上攪擾,規(guī)劃了一個(gè)檢測(cè)電路(見(jiàn)圖4)。整個(gè)檢測(cè)電路由跟從器、比較器、定時(shí)器組成。跟從器的作用是將檢測(cè)電路與外表的其他電路隔離,避免檢測(cè)電路對(duì)信號(hào)u發(fā)生影響。比較器電路的正向輸入端接2.5V的電壓,當(dāng)傳感器管路不是空管時(shí),因?yàn)樾盘?hào)u,ZUI大值不超過(guò)0.5V,所以比較器的輸出一直為高電平;當(dāng)傳感器管路為空管時(shí),比較器輸出一序列的方波信號(hào)。二極管D1為方波信號(hào)的負(fù)電壓供給回路。由NE555構(gòu)成的通用定時(shí)器電路的作業(yè)原理是:當(dāng)輸入觸發(fā)信號(hào)電平低于電源電壓的1/3時(shí),內(nèi)部比較器開(kāi)端作業(yè),觸發(fā)電路觸發(fā),內(nèi)部的放電晶體管斷開(kāi),電容C被充電。充電電壓超過(guò)電源電壓的2/3時(shí),內(nèi)部比較器再次作業(yè),放電晶體管把電容C中積蓄的電荷放掉,然后等待下次觸發(fā),輸出脈沖寬度由T=1.1×C×R確認(rèn),脈沖寬度ZUI長(zhǎng)可達(dá)數(shù)十秒。
當(dāng)傳感器不是空管時(shí),因?yàn)楸容^器電路一直輸出高電平,不能觸發(fā)定時(shí)器作業(yè),定時(shí)器輸出為低電平。而傳感器為空管時(shí),比較器的輸出脈沖不斷地觸發(fā)定時(shí)器,若T大于20ms時(shí),定時(shí)器的輸出信號(hào)一直為高電平。因此,單片機(jī)只要經(jīng)過(guò)檢測(cè)定時(shí)器的輸出信號(hào),便可知道是否為空管。
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