基于驱动特性图法的科氏流量计模拟驱动设计

发布时间：2024-05-13 21:35

　　传感器的稳幅振动是科氏质量流量计工作的前提。当被测液体流量中含有气体时,传感器的振动阻尼增大,需要的驱动能量增加。而已有模拟驱动无法及时提供所需能量,致使传感器停振。为此,绘制已有模拟驱动的驱动特性曲线,分析其存在的问题,进而推导新型模拟驱动的驱动特性曲线,设计出能同时工作于单相流和气液两相流下的新型模拟驱动电路。在持续气液两相流和单相流-气液两相流切换下,进行了已有模拟驱动和新型模拟驱动的对比实验。结果表明:新型模拟驱动的驱动稳定性和快速性均优于已有模拟驱动。

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【部分图文】：

图1已有模拟驱动系统组成框图

驱动流量管时，模拟驱动依据自激振荡原理，即不外加激励信号，由模拟电路中的微弱噪声使流量管起振。起振后，驱动信号能逐渐满足流量管振动所需的幅值和相位平衡条件[3,4]，并最终使流量管达到所需的振动幅值。已有模拟驱动系统由电压跟随电路、放大滤波电路、乘法电路、电压放大电路、功率放大电....

图2已有模拟驱动的驱动特性图

根据式(3)可以绘制出已有模拟驱动的驱动特性曲线，如图2中的曲线1所示。当传感器工作在固有频率时，其增益是固定的，因此，稳态下驱动信号幅值和振动信号幅值是线性关系[14]。在单相流情况下，仅需要较低幅值的驱动信号就能够驱动传感器在足够高的幅值下振动，因此直线的斜率小，如图2中的直....

图3改进的驱动特性图

由2.3节可知，已有模拟驱动工作在单相流时，与传感器驱动特性曲线有一个稳定交点，即稳定工作点;工作在气液两相流时，与传感器驱动特性曲线无交点，传感器停振。因此，改进已有模拟驱动的驱动特性曲线就显得十分重要。如果保持特性曲线1的顶点横坐标B/(2A)不变，增大A，将曲线1变为曲线2....

图4新型模拟驱动的驱动特性图

因此，需再次改进已有模拟驱动的驱动特性曲线。当流量管振动信号幅值大于B/(2A)时(单相流)，驱动特性曲线仍为曲线1，与已有模拟驱动电路一致;当流量管振动信号幅值小于B/(2A)时(气液两相流)，保持B/(2A)不变，增大A，将曲线1变为曲线2。同时，当Vd幅值过大时，功率放大电....

本文编号：3972748