基于瞬态测量原理的电磁流量测量方法与实现

发布时间：2020-05-14 07:23

【摘要】：电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律的流量测量仪表,由于其测量管道内无阻挡体、可靠性高等优点,被广泛用于测量导电液体。目前电磁流量计大多采用稳态测量方式,在励磁电流稳定段的靠后部分测量流量。这虽然保证了测量精度,但导致电磁流量计功耗大,发热严重;同时,不便实现低功耗和便携式。为了降低励磁功耗,研究瞬态测量方式。瞬态测量方式利用励磁电流的瞬态段测量流量,励磁电流没有稳定段,大大减少励磁时间,从而降低励磁功耗。但是,瞬态测量时的励磁电流和信号电压都处于随时间变化的瞬态过程,信号电压不仅与管道内流量相关,还受时间的影响,这导致难以确定信号电压与管道内流量之间的关系。为此,通过研究瞬态时的信号模型,分析瞬态过程的励磁电流和信号电压,提出电压电流比值、电压电流微分和微分干扰补偿这三种测量方法;其中,电压电流比值方法通过电压除以电流并进行同相位取点,消除时间的影响,确定电压电流比值与流量的线性关系;电压电流微分方法通过微分后的电压的除以微分后的电流,消除时间的影响,确定电压电流微分比值与流量的线性关系;微分干扰补偿方法通过实时计算微分干扰对电压进行补偿,将补偿后的电压除以电流,消除时间的影响,确定处理结果与流量的线性关系。为了验证三种瞬态测量方法,研制基于DSP的电磁流量变送器硬件,采集瞬态时的励磁电流和信号电压,用Matlab编写这三种方法的程序对数据进行离线处理。离线处理结果表明,这三种方法的处理结果与流量之间均有良好的线性关系。编写基于DSP的电磁流量变送器软件,实时实现三种瞬态测量方法,进行水流量标定和功耗测试实验。实验结果表明,采用瞬态测量方法的电磁流量计测量准确度达到0.5%,与普通电磁流量计的测量准确度相同。功耗对比表明,基于瞬态测量原理的电磁流量计的励磁系统功耗是普通电磁流量计的1/1200,极大地降低了功耗。
【图文】：

如图 1.1 所示为电磁流量计的工作原理，电的测量管道的上方与下方各有一个励磁线圈，测量v 与位于测量管道管壁的两个传感器电极 A 和 直于传感器电极 A 和 B 的连线。电磁流量计在后的励磁线圈会产生一个垂直于导电液体流速和，该磁场的磁场强度为 B 。当测量管道内的导电液产生的磁场时，在与磁场和流速 v 都相互垂直的E 。通过位于测量管道内壁的两个传感器电极 A 和。

论文主要工作框图
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB97

【参考文献】

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本文编号：2663023