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耐酸碱(jiǎn)污水流量计厂家励磁结构优化设计的实验结果分析(xī)
点击次数:2192 发布时间:2021-08-19 07:46:04
耐酸(suān)碱污(wū)水(shuǐ)流量计厂家是根(gēn)据(jù)电磁感应定律制成的一种测量导电性液体流量的仪表,可以解决其它流量计不易解决的问题,如脏污流、腐蚀流的测量 。由(yóu)于(yú)小口(kǒu)径耐(nài)酸碱污水流量计厂家(jiā)传感器产生的信号非常小 ,对工作环境要求比(bǐ)较高,比如温度变化等。
励磁方式决定着耐酸碱污水流量计(jì)厂家的抗干扰(rǎo)能(néng)力大小和零点(diǎn)的稳定性能 。耐酸碱污水流量计厂家的发展历史与励磁方式的演(yǎn)变过程(chéng)关系密切。不同的励磁方式代表着不同时代的特征和技术进步。近几十年来,耐酸碱污水流量计厂家的(de)关键技术——励磁技术也经历了(le)直流励磁(含永磁励磁)、工(gōng)频正(zhèng)弦波励磁、低频矩糟波(bō)励磁、低(dī)频三值矩形波励(lì)磁、高频矩形波励磁和可编程脉(mò)宽矩形波(bō)励磁、双频矩形波励磁六个阶
励磁方式决定着耐酸碱污水流量计(jì)厂家的抗干扰(rǎo)能(néng)力大小和零点(diǎn)的稳定性能 。耐酸碱污水流量计厂家的发展历史与励磁方式的演(yǎn)变过程(chéng)关系密切。不同的励磁方式代表着不同时代的特征和技术进步。近几十年来,耐酸碱污水流量计厂家的(de)关键技术——励磁技术也经历了(le)直流励磁(含永磁励磁)、工(gōng)频正(zhèng)弦波励磁、低频矩糟波(bō)励磁、低(dī)频三值矩形波励(lì)磁、高频矩形波励磁和可编程脉(mò)宽矩形波(bō)励磁、双频矩形波励磁六个阶
特别是电磁干扰信号与有用的(de)信号混在一起, 它们不仅成分复杂,而且有时候(hòu)干扰信号还会比流(liú)量信号大在这种情况下怎样抑制(zhì)和排除这些干扰, 提高信噪比就成了研制和使用耐酸碱(jiǎn)污水流量计厂家的一个重要的技术关键之一。
而励磁(cí)方式(shì)的选择直接影响传感器内部励磁线圈(quān)所产生的磁场情况,进(jìn)一步(bù)影(yǐng)响传感器输出的感应电动势信号和仪表的测量准确度。在总结现有励磁(cí)方(fāng)法及前人的工作的(de)基础上,本(běn)文采用双(shuāng)频 3 值励磁方法提高信噪比以及零点稳定性和测量准确度。
1 双频 3 值励磁方法的设(shè)计
国内有的产品在经过大约一年的(de)现场运行以(yǐ)后,仪(yí)表的(de)测量误差会大大(dà)超过规定值,经(jīng)现场技术人员和专家共同分析(xī)得出,其原因是对励磁(cí)电路的励(lì)磁方(fāng)式和励磁功耗没有很好地综合考虑,引起(qǐ)温度不稳定造成的。国际上一般采用矩形波励磁,如图1所示励磁波(bō)形。
而励磁(cí)方式(shì)的选择直接影响传感器内部励磁线圈(quān)所产生的磁场情况,进(jìn)一步(bù)影(yǐng)响传感器输出的感应电动势信号和仪表的测量准确度。在总结现有励磁(cí)方(fāng)法及前人的工作的(de)基础上,本(běn)文采用双(shuāng)频 3 值励磁方法提高信噪比以及零点稳定性和测量准确度。
1 双频 3 值励磁方法的设(shè)计
国内有的产品在经过大约一年的(de)现场运行以(yǐ)后,仪(yí)表的(de)测量误差会大大(dà)超过规定值,经(jīng)现场技术人员和专家共同分析(xī)得出,其原因是对励磁(cí)电路的励(lì)磁方(fāng)式和励磁功耗没有很好地综合考虑,引起(qǐ)温度不稳定造成的。国际上一般采用矩形波励磁,如图1所示励磁波(bō)形。

在恒流源上会产生较大的压降,增加功耗。在一些防爆、电池供电的耐酸碱污水流量计厂家中这种
方式就会出现问题。可(kě)以通过改进波(bō)形来降(jiàng)低励磁功耗。
为了能较准确地测量液固两相导电性流体和低导电率流体的流量,进一步降低励磁功(gōng)耗,进一步(bù)实现传感器小型(xíng)轻量(liàng)一体化,又必须采用较高频率的矩形波励磁,牺牲耐酸碱污水流量计厂家的零点稳定性。为降低励磁功率,本文用图 2 所示的波形励磁。
方式就会出现问题。可(kě)以通过改进波(bō)形来降(jiàng)低励磁功耗。
为了能较准确地测量液固两相导电性流体和低导电率流体的流量,进一步降低励磁功(gōng)耗,进一步(bù)实现传感器小型(xíng)轻量(liàng)一体化,又必须采用较高频率的矩形波励磁,牺牲耐酸碱污水流量计厂家的零点稳定性。为降低励磁功率,本文用图 2 所示的波形励磁。

式中: R 为励磁线(xiàn)圈等效电阻.
对比式(1)与式(2), 可知a bP P > , 即间歇式波形中功耗较小。 因(yīn)此适当选择1t ,2t ,3t ,T 大小(xiǎo), 可有效地降低励磁功耗, 从而使得励磁电流在电路中引起的温度不稳定因素得以解决。在一个周期内非(fēi)励磁时间与励磁时间相等,正向励磁,负向励磁与两个非励磁部(bù)分等于一个周期的四分之一,两个非励磁部分间隔在正励磁与负励(lì)磁之间,即

这样功率就减少了一半,使得励磁线圈在长期工(gōng)作时温度稳定性提高。如图 2 中1t 和3 2t t − 为非励磁部分,即励磁电流为零。这部分很好的解决了由于温漂引起的零点稳定性问题。
为(wéi)了解决零点稳定性和抗干(gàn)扰能力这一突出矛盾, *佳方案是采用双频 3 值矩(jǔ)形波励磁的方法,使耐酸碱污水流量计厂家具有 3 值励磁的(de)零点稳定性好的特点,也进一步(bù)降低励磁功耗。具有高频矩形波励磁降低泥浆干扰和流动噪声的数量级, 获得仪表的快速响应速度, 同时提高电磁流量传感器输出信号的信噪比, 成为耐酸碱污水(shuǐ)流量计(jì)厂家划时代的励磁技(jì)术(shù)。 如果用双向(xiàng)励磁方法可以得到对两个方向水流速度的监测, 即两组反应水流速度的电(diàn)动势, 经过合(hé)理的信号处理就会使得以上的优点更加突出。
2 流量计励磁结构优化设计
双励磁是十字交叉式励磁,理想(xiǎng)情(qíng)况下,励磁电流 I 1 产生的磁场只影响电* A 1 和 A 2的电(diàn)动势,而(ér)励磁电流 I 2 产生的(de)磁场只影响 C 1 和 C 2 的电动势(shì)。为了减小两组线圈对其它(tā)电*的影(yǐng)响,双向励磁的(de)两组磁力(lì)线要成 90 度角,如图 3 所示。
为(wéi)了解决零点稳定性和抗干(gàn)扰能力这一突出矛盾, *佳方案是采用双频 3 值矩(jǔ)形波励磁的方法,使耐酸碱污水流量计厂家具有 3 值励磁的(de)零点稳定性好的特点,也进一步(bù)降低励磁功耗。具有高频矩形波励磁降低泥浆干扰和流动噪声的数量级, 获得仪表的快速响应速度, 同时提高电磁流量传感器输出信号的信噪比, 成为耐酸碱污水(shuǐ)流量计(jì)厂家划时代的励磁技(jì)术(shù)。 如果用双向(xiàng)励磁方法可以得到对两个方向水流速度的监测, 即两组反应水流速度的电(diàn)动势, 经过合(hé)理的信号处理就会使得以上的优点更加突出。
2 流量计励磁结构优化设计
双励磁是十字交叉式励磁,理想(xiǎng)情(qíng)况下,励磁电流 I 1 产生的磁场只影响电* A 1 和 A 2的电(diàn)动势,而(ér)励磁电流 I 2 产生的(de)磁场只影响 C 1 和 C 2 的电动势(shì)。为了减小两组线圈对其它(tā)电*的影(yǐng)响,双向励磁的(de)两组磁力(lì)线要成 90 度角,如图 3 所示。

在双频 3 值励磁方式中, 当利用正、 负方(fāng)波(bō)组交替中的不励磁段的(de)零值(zhí)来作(zuò)为信号的零点参考,从而对正或负(fù)励磁下的信号进行补偿即动态消除(chú)信号的零点漂动值(zhí)。这在(zài)三值正、负方波组励磁中就是用三值中的零值励磁输出值来动态互补其他两值下的信号零点。
显然, 由于零值励磁下的信号值并不(bú)是真正的正或负值励磁下的(de)信(xìn)号零点漂动值, 而只能假设与信号零点漂动值有很(hěn)大的相关性。 从而利用这种假设的(de)信号(hào)零点漂动值来进行动态相关互补真正(zhèng)的信号零点漂(piāo)动值。
3 实验结果分析
零点动(dòng)态相关互补方法是我们在研制微小流量耐酸碱(jiǎn)污水流量计厂家、 脉冲流量耐(nài)酸碱污(wū)水流量计厂家采(cǎi)用的信(xìn)号放大处理方(fāng)法(fǎ)。 其优点是可使励磁频率能在励磁回路的惯性常数允许下达到(dào)*大值, 并
保持信号放大处理后的零点稳定和对流动(dòng)噪声不敏感, 使耐酸碱污水流量计厂家具有良好的动态响应性能和零点稳定性能。
显然, 由于零值励磁下的信号值并不(bú)是真正的正或负值励磁下的(de)信(xìn)号零点漂动值, 而只能假设与信号零点漂动值有很(hěn)大的相关性。 从而利用这种假设的(de)信号(hào)零点漂动值来进行动态相关互补真正(zhèng)的信号零点漂(piāo)动值。
3 实验结果分析
零点动(dòng)态相关互补方法是我们在研制微小流量耐酸碱(jiǎn)污水流量计厂家、 脉冲流量耐(nài)酸碱污(wū)水流量计厂家采(cǎi)用的信(xìn)号放大处理方(fāng)法(fǎ)。 其优点是可使励磁频率能在励磁回路的惯性常数允许下达到(dào)*大值, 并
保持信号放大处理后的零点稳定和对流动(dòng)噪声不敏感, 使耐酸碱污水流量计厂家具有良好的动态响应性能和零点稳定性能。

励(lì)磁电流 I 1 和 I 2 相差四分之一周期,这样两个励磁电流的非励磁部分可以避免在同一(yī)时间出现,导(dǎo)致这(zhè)段时(shí)间水流速度数(shù)据丢失。如图 4 所示。水流穿过励磁电(diàn)流(liú) I 1 产生的磁场(chǎng) B 1 在电* A 1 和 A 2 两端产生电动势(shì) E 1 反映的(de)是 t 1 -t 2 和 t 3 -t 4 时间的(de)水(shuǐ)流信息;水流穿过励磁电流 I 2 产生的磁场 B 2 在电* C 1 和 C 2 两端产生电动势 E 2 则反映的是 t 0 -t 1 和 t 2 -t 3 时间(jiān)的水流信(xìn)息,这样水流在整个周期内的流量信息都被采集到 E 1 与 E 2 内,保证(zhèng)了流量(liàng)计数据(jù)的完整性。
本文励磁方法(fǎ)的主要目的使耐酸碱污水流(liú)量(liàng)计厂家对(duì)流量变化响应快(kuài)、 零点稳定和对流动噪声影(yǐng)响不敏感。 其原理是利用(yòng)非励磁部分的零点稳定特性与高频快速响应特点两者性能互补来改善励磁耐酸碱污水流量计厂家性(xìng)能,图 5 是(shì)本文(wén)励(lì)磁方法(fǎ)的原理图。
本文励磁方法(fǎ)的主要目的使耐酸碱污水流(liú)量(liàng)计厂家对(duì)流量变化响应快(kuài)、 零点稳定和对流动噪声影(yǐng)响不敏感。 其原理是利用(yòng)非励磁部分的零点稳定特性与高频快速响应特点两者性能互补来改善励磁耐酸碱污水流量计厂家性(xìng)能,图 5 是(shì)本文(wén)励(lì)磁方法(fǎ)的原理图。


这种双频励磁法在较少流量起伏的(de)情况下, 可(kě)以提供对流动噪(zào)声影响不敏感, 同时有保证有稳(wěn)定(dìng)的零点(diǎn)的(de)污水流量计。 而对流量连续波动的(de)情况, 这种方法也难以保证稳定的零点,

4 结论
本文主(zhǔ)要提出了耐酸碱污水流量计厂家新的励磁方法: 双频 3 值励磁方法, 通过合理设计使得外部干扰*小,仪器稳(wěn)定性*高,对传感器输(shū)出信号处理滤除干扰信号提高精度。但(dàn)本质上还是矩形波励磁的方式的一种变形, 因此, 上述对信号处理方法的分析与探讨具(jù)有一定的普遍性。
耐酸碱污(wū)水流量计厂家的动态响应与零点稳定性问题是一对相互制约的性能要求。 无论采用何种励
磁方法两者之间都(dōu)存在(zài)矛盾。 本文的设计保证动态响应快的同时又提高了零(líng)点稳定性(xìng)。 同时,通过隔直、滤波等其他手段也可以(yǐ)在较高励磁频率下达到(dào)零点较稳定的效果。对(duì)于节能、防爆以(yǐ)及高精确度(dù)检测的要求,小功率与大量程范围度的性能追求是必不可少的。因此(cǐ),充分提高耐(nài)酸碱污水(shuǐ)流(liú)量计(jì)厂(chǎng)家的综合性能指标是耐酸碱污(wū)水流量计厂家技术的发展趋势。 135
本设计的缺陷是对线圈的安装要求较高,双向励磁的两组磁力线要成 90 度角。以及对
线圈电感的匹配(pèi)要求(qiú)比较高,在以后(hòu)的研(yán)究中希望能够改进。
本文主(zhǔ)要提出了耐酸碱污水流量计厂家新的励磁方法: 双频 3 值励磁方法, 通过合理设计使得外部干扰*小,仪器稳(wěn)定性*高,对传感器输(shū)出信号处理滤除干扰信号提高精度。但(dàn)本质上还是矩形波励磁的方式的一种变形, 因此, 上述对信号处理方法的分析与探讨具(jù)有一定的普遍性。
耐酸碱污(wū)水流量计厂家的动态响应与零点稳定性问题是一对相互制约的性能要求。 无论采用何种励
磁方法两者之间都(dōu)存在(zài)矛盾。 本文的设计保证动态响应快的同时又提高了零(líng)点稳定性(xìng)。 同时,通过隔直、滤波等其他手段也可以(yǐ)在较高励磁频率下达到(dào)零点较稳定的效果。对(duì)于节能、防爆以(yǐ)及高精确度(dù)检测的要求,小功率与大量程范围度的性能追求是必不可少的。因此(cǐ),充分提高耐(nài)酸碱污水(shuǐ)流(liú)量计(jì)厂(chǎng)家的综合性能指标是耐酸碱污(wū)水流量计厂家技术的发展趋势。 135
本设计的缺陷是对线圈的安装要求较高,双向励磁的两组磁力线要成 90 度角。以及对
线圈电感的匹配(pèi)要求(qiú)比较高,在以后(hòu)的研(yán)究中希望能够改进。
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