两种基于电磁原理的流量变送器软件研制
发布时间：2020-09-07 18:37
研究两种基于电磁原理的测量仪表中的关键技术问题,这两种仪表分别为:电磁流量计和电磁式涡街流量计。电磁流量计因测量管内无阻流及活动部件等优点,被广泛应用于水流量和浆液流量的测量。为了实现高频励磁控制和数字信号处理算法,适用于水流量和浆液流量的测量;同时,配置功能完善的人机界面模块和通信模块,研制基于数字信号处理器(DSP)的高性能电磁流量变送器。采用梳状带通滤波算法处理水流量信号,采用基于信号重构算法处理浆液流量信号。充分、合理地利用DSP的资源,设计硬件系统,实现仪表的各种功能。巧妙、灵活地安排励磁控制、信号处理、人机接口、数据通信之间的时序,研制DSP软件。为保证算法的实时性,将算法模块放在20ms的定时器中断服务程序中,并在定时器中断服务程序中开启中断嵌套,以确保励磁控制和数据采集的正常工作。将执行时间较长的液晶刷新显示子程序和按键操作子程序放在主循环中,以便其他模块的正常执行。所研制的DSP软件系统适用于矩形励磁或三值励磁下的水流量和浆液流量的测量。对研制的高性能电磁流量变送器进行算法实时性测试和水流量标定试验,实验证明了所研制的软件系统的有效性。电磁式涡街流量计的输出信号不受管道振动和周边振动源干扰的影响,且其测量可靠性高,无零点漂移。在测量含气的导电液体流量时,电磁式涡街流量计利用已有的信号处理方法会出现流量信号频率计算错误的现象,造成较大的测量误差。为此,提出基于信号微分和FFT频谱分析的算法,放大高频流量信号,抑制低频气泡噪声干扰,使整体流量信号能量占优,从而找到正确的流量信号频率。研制了基于DSP的电磁式涡街流量变送器系统。设计了一套两相流实验流程,进行气液两相流实验。实验结果表明,当含气量不超过3.9%时,所研制的电磁式涡街流量变送器系统实时测量误差小于±3%,大大减小了测量导电液体流量的误差。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH814.93
【部分图文】：
１．１．邋２电磁式润街流量计逡逑电磁式涡街流量计是由一次仪表和二次仪表（又称变送器）组成。电磁式涡街逡逑流量计的一次仪表结构组成示意图如图１．２所示，主要由漩涡发生体、永久磁铁、逡逑衬里、电极和壳体组成。漩涡发生体的形状采用梯柱体形结构，即普通涡街流量逡逑计所用的结构，位于磁场外面，处于磁场上游。永久磁铁产生恒定磁场。衬里起逡逑绝缘作用，防止感应出的信号电压被金属壳体短路。电极采用普通电磁流量计所逡逑用的附着式电极，分为参考电极和工作电极，参考电极位于漩涡发生体上游的磁逡逑场外，工作电极位于漩涡发生体下游的磁场内。参考电极和工作电极配合工作，逡逑采集流动的漩涡与恒定磁场相互作用时产生的电动势信号。电极的轴线、导电液逡逑态流向和磁场方向相互垂直；漩涡发生体的轴线与磁场方向平行。电磁式涡街流逡逑量计二次仪表主要由硬件和软件组成，其中硬件主要包括信号调理采集电路和数逡逑字信号处理与控制电路，软件主要包括主监控模块、算法模块、信号采集模块、逡逑人机接口模块。逡逑Ｈ逦参考电极作电极？？磁线％！逡逑：逦「ｉ邋逦；／！逡逑１邋／邋“／／！！／／Ｕ／邋？邋ｆ／／／＇
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本文编号：2813693
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH814.93
【部分图文】：
１．１．邋２电磁式润街流量计逡逑电磁式涡街流量计是由一次仪表和二次仪表（又称变送器）组成。电磁式涡街逡逑流量计的一次仪表结构组成示意图如图１．２所示，主要由漩涡发生体、永久磁铁、逡逑衬里、电极和壳体组成。漩涡发生体的形状采用梯柱体形结构，即普通涡街流量逡逑计所用的结构，位于磁场外面，处于磁场上游。永久磁铁产生恒定磁场。衬里起逡逑绝缘作用，防止感应出的信号电压被金属壳体短路。电极采用普通电磁流量计所逡逑用的附着式电极，分为参考电极和工作电极，参考电极位于漩涡发生体上游的磁逡逑场外，工作电极位于漩涡发生体下游的磁场内。参考电极和工作电极配合工作，逡逑采集流动的漩涡与恒定磁场相互作用时产生的电动势信号。电极的轴线、导电液逡逑态流向和磁场方向相互垂直；漩涡发生体的轴线与磁场方向平行。电磁式涡街流逡逑量计二次仪表主要由硬件和软件组成，其中硬件主要包括信号调理采集电路和数逡逑字信号处理与控制电路，软件主要包括主监控模块、算法模块、信号采集模块、逡逑人机接口模块。逡逑Ｈ逦参考电极作电极？？磁线％！逡逑：逦「ｉ邋逦；／！逡逑１邋／邋“／／！！／／Ｕ／邋？邋ｆ／／／＇
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