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| 智能電磁流量計技術(shù)探析 |
是專業(yè)從事流量儀表的研發(fā)、制造、銷售及服務(wù)的企業(yè)。上海磊騰以“科技、一、服務(wù)” 滿足客戶需要為宗旨,向客戶提供具有的產(chǎn)品,從選型咨詢、產(chǎn)品供應(yīng)、投運維護(hù)、技術(shù)支持、用戶培訓(xùn)、維護(hù)等為客戶提供了整套全心的服務(wù),贏得了用戶良好的口碑。 是以法拉第電磁感應(yīng)定律為原理測量導(dǎo)電流體體積流量的速度式流量計,自從電磁流量計進(jìn)入市場,其性能就在不斷*,這是市場需求下的科技推動,如今電磁流量計已經(jīng)成為一項技術(shù)成熟且得到廣泛應(yīng)用的新一代流量儀表。以下從三個方面對電磁流量計展開分析,以求將更新的科技引進(jìn)到智能電磁流量計的應(yīng)用中,滿足市場對流量監(jiān)測的高精度要求。
在電磁流量計中,其抗干擾性和零點穩(wěn)定性都取決于勵磁方式,而且勵磁系統(tǒng)還是傳感器工作磁場的產(chǎn)生單元。勵磁技術(shù)的發(fā)展目前經(jīng)歷了以下幾個階段。直流勵磁技術(shù)能使勵磁磁場維持恒定狀態(tài),其利用直流電源或者永磁體給電磁流量傳感器勵磁繞組供電,直流電壓信號就是這種流量計感應(yīng)的流量信號。這種方法簡單可靠,對工頻的抗干擾能力強(qiáng),而且可以忽略其流體中的自感現(xiàn)象。但是這種方式也存在問題,其會產(chǎn)生固定正負(fù)極性,會使被測介質(zhì)發(fā)生電解從而減弱流量信號電勢,并發(fā)生電極極化電勢漂移影響信號處理工作。工頻正弦波勵磁的供電利用了50Hz 工頻正弦波電源,其能夠消除極化現(xiàn)象,減少了傳感器內(nèi)阻并大大降低了電極電化學(xué)電勢的影響,從而使信號的放大處理更加容易,但工頻正弦波勵磁的缺點是其會產(chǎn)生電磁感應(yīng)干擾和噪聲。低頻矩形波勵磁是目前電磁流量計中應(yīng)用泛的方法,其無干擾和噪音,基本不會產(chǎn)生極化效應(yīng),信號方法處理較為便利。低頻三值矩形波勵磁利用了勵磁波形,波形周期為工頻周期的固定倍數(shù),波形變化規(guī)律為正- 零- 負(fù)- 零- 正。這一方法提高了零點穩(wěn)定性,而且其變化規(guī)律能夠有效消除極化電勢。雙頻矩形波勵磁方法的零點穩(wěn)定性是非常優(yōu)良的,但會發(fā)生電極的接觸電勢突然變化現(xiàn)象,從而發(fā)生干擾和噪音。動態(tài)勵磁技術(shù)是在三值矩形波勵磁的基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)場流體狀態(tài)自動調(diào)整勵磁頻率,以提高測量穩(wěn)定性。目前工業(yè)現(xiàn)場管路復(fù)雜,閥門、彎頭、分支管、變徑管等對流體流態(tài)影響較大,且工業(yè)現(xiàn)場直管路相對較短,不足以消除以上組件對流體的擾動,在此環(huán)境下工作的電磁流量計往往穩(wěn)定性差,需要手動設(shè)置阻尼系數(shù)以提高測量穩(wěn)定性。但阻尼會帶來流量測量跟蹤速度慢的缺點,無法及時反應(yīng)流量的變化。動態(tài)勵磁技術(shù)則很好的解決了阻尼的缺點,當(dāng)流體波動大時,自動增大勵磁周期,提高測量穩(wěn)定性的同時又具有快速響應(yīng)的特點。個別復(fù)雜環(huán)境則需同時借助動態(tài)勵磁技術(shù)及阻尼設(shè)置來提高液體測量的穩(wěn)定性。 電磁流量計信號處理系統(tǒng)的工作原理為:前置放大電路對接收的流量信號進(jìn)行處理,抑制噪聲和干擾的同時放大收到的微弱流量信號,整形電路將差動的雙端流量信號變換為單端的流量信號,A/D 轉(zhuǎn)換電路將流量信號變?yōu)閿?shù)字量,數(shù)字量進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字運算后,得到流速值和流量值。電磁流量計測量液體的電導(dǎo)率一般≥50μS/cm,自來水的電導(dǎo)率約為500μS/cm,以此為基礎(chǔ)搭建的信號處理系統(tǒng)往往無法測量軟化水( 電導(dǎo)率低于50μS/cm,純水的電導(dǎo)率約為10μS/cm) 或其他低電導(dǎo)率液體的流量。而專為低電導(dǎo)率液體測量設(shè)計的電磁流量計( 測量液體的電導(dǎo)率≥ 5μS/cm) 在測量高電導(dǎo)率液體時,因為電路自身原因而帶來很大的測量誤差。智能信號處理系統(tǒng)的引進(jìn)則很好的解決了上述問題,通過檢測液體的電導(dǎo)率,根據(jù)電導(dǎo)率自動選擇濾波電容、電阻、電路放大倍數(shù),滿足不同電導(dǎo)率液體流量測量,提高測量精度。 電磁流量計的誤差修正方法為零點校正及基本誤差修正相結(jié)合的線性修正方法。用公式表示為V=kE-V0,其中V 表示液體實際流速,k 為基本誤差修正系數(shù),E 為實測流速轉(zhuǎn)換的數(shù)字量,V0 為零點偏移量。在此誤差修正的基礎(chǔ)上,根據(jù)流量計傳感器特性進(jìn)一步引入流量分段修正方法,根據(jù) JJG1033-2007《電磁流量計》 計量檢定規(guī)程,將流量檢定點分為 Qmax(流量測量上限)、Qmin(流量測量下限)、0.1Qmax、0.25Qmax、0.5Qmax 和 0.75Qmax。根據(jù)以上測量點將流量計進(jìn)行分段線性修正以滿足測量精度要求。傳統(tǒng)電磁流量計的流速測量范圍為0.3m/s ~ 10m/s,在某些現(xiàn)場中,實際管道內(nèi)流體的流速往往低于0.3m/s 的流速測量下限。在這種低流速環(huán)境下,用以上修正方法將很難滿足流量測量精度要求,而依據(jù)電磁流量計傳感器特性擬定修正曲線,采用曲線公式方法進(jìn)行低流速誤差修正,則能更好的滿足測量精度要求。
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