恒磁式電磁流量計結(jié)論與展望
恒磁式電磁流量計結(jié)論與展望
自1832年法拉第利用地球磁場測量泰晤士河的水流以來，電磁流量計歷經(jīng)一百多年的發(fā)展，其每一步進展都是建立在對電磁流量計系統(tǒng)信號特性更深入的認識和了解的基礎(chǔ)上，體現(xiàn)在新的實現(xiàn)技術(shù)及信號處理方法研究的進展方面。恒磁式電磁流量計雖然是實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的電磁流量計，但是由于其極化電壓大且不易消除的特點，其應(yīng)用范圍一直十分有限。因此，如何使恒磁式電磁流量計應(yīng)用于一般的工業(yè)生產(chǎn)測量中，一直是電磁流量計行業(yè)的一個研究熱點和難點。本課題設(shè)計的恒磁式電磁流量計及其相應(yīng)的信號處理方法，使其應(yīng)用到一般的工業(yè)生產(chǎn)測量中成為可能。
本文在簡單總結(jié)了電磁流量計勵磁技術(shù)的基礎(chǔ)上，對恒磁式電磁流量計技術(shù)進行了詳細的分析與研究，包括恒磁式電磁流量計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、傳感器設(shè)計、信號處理方法和系統(tǒng)的實現(xiàn)(包括硬件和軟件)等的研究，主要完成的研究工作和創(chuàng)新點包括：
1．在分析了恒磁式電磁流量傳感器國內(nèi)外研究方法的基礎(chǔ)上，完成了恒磁式電磁流量傳感器的設(shè)計；
2．對已有的極化電壓控制方法進行了研究，針對極化電壓大且時時變化的特點，提出了動態(tài)反饋極化控制方法，根據(jù)極化電壓的變化來實時調(diào)整反饋控制電壓的作用時間，從而將極化電壓控制到某一固定值，消除其對反映流量信號的感應(yīng)電動勢的影響，獲得反映流速變化的感應(yīng)電動勢；
3．基于本課題設(shè)計的傳感器和信號處理方法，設(shè)計了該流量儀表的硬件電路，其中主要包括轉(zhuǎn)換器電路、極化控制電路和單片機及其外圍系統(tǒng)電路；
4．根據(jù)本課題設(shè)計硬件電路和信號處理方法，編寫相應(yīng)的軟件程序，主要包括中斷程序和數(shù)據(jù)處理程序的設(shè)計；
5．在硬件和軟件分別調(diào)試通過的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了軟硬件聯(lián)調(diào)，并對實驗結(jié)果進行了分析。實驗結(jié)果表明本課題設(shè)計的動態(tài)反饋極化控制方法可以較好的抑制極化電壓，使恒磁式電磁流量計應(yīng)用到一般導(dǎo)電流體的測量成為可能。本課題設(shè)計的基于動態(tài)反饋極化控制方法的恒磁式電磁流量計，有效地抑制了極化電壓對反映流體流量的感應(yīng)電動勢信號的影響。但是，由于水平和時間的限制，本課題的研究更多的還是停留在方法的探索研究階段，還有很多工作需要進一步細致和*，對一些相關(guān)的問題還有待進一步的研究和解決。因此，本課題下一步的研究內(nèi)容和方向可以主要從以下幾個方面考慮：
1．對極化電壓的機理做進一步的分析，從而可以更好的根據(jù)其特性進行相應(yīng)的控制；對于控制時段和測量時段的時間間隔，以及整個控制．測量周期的時間長短，都應(yīng)從實驗和理論的兩種角度做進一步的分析推導(dǎo)，最終確定一個更合適的頻率，更好的控制極化電壓，更準確的獲得反映流量信號的感應(yīng)電動勢；
2．為了保證準確、實時的測量極化電壓的大小，從而有效控制反饋電壓作用到測量電極上的時間，硬件電路中采用的二階RC低通濾波電路，既要濾除高頻噪聲，又要準確反映實時信號值，因此需要從理論和實驗兩方面來權(quán)衡其濾波器的時間常數(shù)，保證測量的準確性和快速性；
3．本課題設(shè)計的反饋控制電壓采用固定電壓值(如±0．5Ⅵ，方法簡單，但是其值相對于極化電壓來說還是太大，而且其電壓固定，不能隨信號幅度的變化而變化，控制不夠準確，影響信號測量的精度。D／A輸出來控制反饋，根據(jù)極化電壓來決定反饋電壓的大小，可以體現(xiàn)信號的變化，提高測量的準確性；
4．本課題中，兩路測量和控制極化電壓的電路分開來單獨調(diào)試來控制極化， 實際中，兩路信號可能存在一定的差值，因此，可以綜合考慮兩路信號以及兩路信號的和值來控制極化電壓，提高控制的準確性和測量的精度；
5．*恒磁式電磁流量儀表的功能，本課題設(shè)計的流量儀表功能簡單，僅僅完成的反映流體流量的功能，可以*以下功能：自動調(diào)零，根據(jù)極化電壓來自動調(diào)整控制．測量周期，多參數(shù)測量(如電導(dǎo)率、液位等)，累計流量等功能。
總之，經(jīng)過本課題兩年多的研究，從理論和實驗兩方面都證實了動態(tài)反饋極化控制方法可以較好的抑制極化電壓，預(yù)示著磁鋼勵磁的電磁流量計應(yīng)用到一般導(dǎo)電流體測量的可行性。衷心希望本課題的研究內(nèi)容和結(jié)果可以為同行的研究人員提供一點有價值的參考信息，特別是對磁鋼勵磁的電磁流量計的研究人員有所啟發(fā)和幫助。
參考文獻【1】蘇彥勛，李金海．流量計量的意義[J】．．中國工控信息網(wǎng)，2005．4 [21 曾為民李斌．電磁流量計綜述[J】．上海大學學報，1997．11． V01．3，Supp l，PP．267-270 [3 1 張學慶．流量測量的意義及流量傳感器的現(xiàn)狀【J】．石油化工自動化，2005， No．5，pp．99—101 【4】蘇文．淺談流量計的發(fā)展及現(xiàn)狀[J】．中國儀器儀表，2002，No．6，PP．1-4，9 [51 Shercliff．J．A．The Theory of Electro-magnetic Flow Measurement【M】． Cambridge University Press，1 962 [61 蔡武昌，馬中元等．電磁流量計[M】．北京：中國石化出版社，2004．3 [71 黃寶森等．電磁流量計[M】．北京：原子能出版社，1981．10 [81 川田裕郎．流量測量手冊[M]．北京：中國計量出版社，1987 [91 蔡武昌，應(yīng)啟戛．新型流量檢測儀表[M】．化學工業(yè)出版社，2006．1 【101申峰，童天運．電磁流量計在自來水行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展【J】．中國計量，： 2003，1，pp42·44 【1 1】陳繼超，王濤等．電磁流量計及其應(yīng)用[J】．石油儀器，2004，8(增TU)， pp33-34 【12]美國ARC咨詢機構(gòu)．中國電磁流量計市場預(yù)期會有兩位數(shù)的增長【J】．自動化博覽，2004．5，pp69 【13】HATAKE RIICHI．Electromagnetic Flowmeter[P]．日本(發(fā)明)， 申請?zhí)枺篔P9257538，1997．10．3 【141傅新，周泉，金艷．一種用于電磁流量計的永磁式勵磁方法【P】．中國(發(fā)明)，申請?zhí)枺海? 【15]李斌，沈天飛．恒磁式電磁流量計信號處理方法及系統(tǒng)[P】．中國(3Z明) ，申請?zhí)枺?0061 0026940．3 【161李翰如．電介質(zhì)物理導(dǎo)論[M】．四川：成都科技大學出版社，1 990．6 【17]白凌．電磁流量計轉(zhuǎn)換器數(shù)字電路的研究與設(shè)計．西安電子科技大學碩--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關(guān)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網(wǎng)站：
