耐酸鹼汙水流量計勵磁結構優化設計的實驗結果分析

2021-10-24 17:36:24 字數 2779 閱讀 5556

耐酸鹼汙水流量計的生產廠家是一種根據電磁感應定律測量導電液體流量的儀器,可以解決其他流量計不容易解決的問題,如測量汙濁流量和腐蝕性流量。由於小口徑耐酸鹼汙水流量計廠家的感測器產生的訊號很小,對工作環境要求很高,比如溫度變化。

勵磁方式決定了耐酸鹼汙水流量計廠家的抗干擾能力和零點的穩定性。耐酸鹼汙水流量計生產廠家的發展歷史與激發方式的演變密切相關。不同的激發方式代表了不同時代的特徵和技術進步。近幾十年來,耐酸鹼汙水流量計生產廠家的關鍵技術——勵磁技術也經歷了六個步驟:dc勵磁(包括永磁勵磁)、工頻正弦波勵磁、低頻矩形波勵磁、低頻三元矩形波勵磁、高頻矩形波勵磁、可程式設計脈寬矩形波勵磁和雙頻矩形波勵磁

特別是電磁干擾訊號與有用訊號混合,不僅成分複雜,有時還比流量訊號大。如何抑制和消除這些干擾,提高訊雜比,已成為生產廠家開發和使用耐酸鹼汙水流量計的重要技術關鍵之一。

激勵方式的選擇直接影響感測器內部激勵線圈產生的磁場,進而影響感測器輸出的感應電動勢訊號和儀器的測量精度。本文在總結現有激勵方法和前人工作的基礎上,採用雙頻三值激勵法來提高訊雜比、零穩定度和測量精度。

1倍頻3值激勵法的設計

一些國產產品經過一年左右的現場執行,儀器的測量誤差會大大超過規定值。通過現場技術人員和專家分析,得出原因是沒有很好的考慮勵磁電路的勵磁方式和勵磁功耗,導致溫度不穩定。國際上一般採用矩形波激勵,如圖1所示。

恆流源會出現較大的壓降,增加功耗。在一些防爆、耐酸鹼的電池供電的汙水流量計製造商中

路上會有問題。通過改善波形可以降低激勵功耗。

為了準確測量液固兩相導電流體和低導電流體的流量,進一步降低激勵功耗,進一步實現小型和輕型感測器的整合,必須採用更高頻率的矩形波激勵,犧牲耐酸鹼汙水流量計廠家的零穩定度。為了降低激勵功率,使用圖2所示的波形進行激勵。

其中: r為勵磁線圈的等效電阻。

對比等式(1)和等式(2),我們可以看到乙個bp p,即間歇波形中的功耗很小。因此,適當選擇1t、2t、3t和t可以有效降低勵磁功耗,從而解決電路中勵磁電流引起的溫度不穩定問題。在乙個週期內,非激發時間等於激發時間。正激勵、負激勵和兩個非激勵部分等於四分之一週期,兩個非激勵部分在正激勵和負激勵之間間隔,即

這樣功率減半,長期執行提高了勵磁線圈的溫度穩定性。如圖2所示,1t和32t是非勵磁部分,即勵磁電流為零。這部分解決了溫度漂移引起的零穩定問題。

為了解決零穩定和抗干擾能力之間的突出矛盾,最佳方案是採用雙頻三元矩形波激勵的方法,使耐酸鹼汙水流量計的廠家具有三元激勵零穩定好的特點,進一步降低激勵功耗。高頻矩形波激發可以降低泥漿干擾的幅度

雙激就是交叉激。理想情況下,激勵電流i 1產生的磁場只影響電極a 1和a 2的電動勢,而激勵電流i 2產生的磁場只影響c 1和c 2的電動勢。為了減少兩組線圈對其他電極的影響,雙向激勵的兩組磁力線應形成90度角,如圖3所示。

在雙頻三值激勵模式下,當正負方波組交替中未激勵段的零值作為訊號的零點參考時,對正激勵或負激勵下的訊號進行補償,即動態消除訊號的零點漂移值。在三進製正、負方波群的激勵中,三進製值的零激勵輸出值用來動態補充其他兩個值的訊號零點。

顯然,由於零激勵下的訊號值不是正激勵或負激勵下的真實訊號零漂移值,所以只能假設它與訊號零漂移值有很大的相關性。因此,假設的訊號零漂移值可以用於動態相關,以補充真實的訊號零漂移值。

3實驗結果分析

零點動態相關互補法是微流耐酸鹼汙水流量計和脈衝流耐酸鹼汙水流量計製造商採用的訊號放大處理方法。其優點是在激勵電路的慣性常數下,激勵頻率可以達到最大值

保持訊號放大後的零點穩定性和對流量雜訊的不敏感性,使耐酸鹼汙水流量計的生產廠家具有良好的動態響應效能和零點穩定性能。

勵磁電流i 1和i 2相差四分之一週期,這樣兩個勵磁電流的非勵磁部分可以避免同時出現,導致該週期內的水流速度資料丟失。如圖4所示。水流通過電極a 1和a 2兩端的激勵電流i 1產生的磁場b 1產生的電動勢e 1反映t 1 -t 2和t 3 -t 4時間的水流資訊;水流流經勵磁電流i 2產生的磁場b 2產生的電動勢e 2反映了t 0 -t 1和t 2 -t 3的水流資訊,從而將整個週期內水流的流量資訊採集到e 1和e 2中,保證了流量計資料的完整性。

本文採用激勵法的主要目的是使耐酸鹼汙水流量計製造商對流量變化反應迅速,零點穩定,對流量雜訊不敏感。其原理是利用非勵磁部分的零點穩定特性和高頻快速響應特性的互補性能,提高勵磁耐酸鹼汙水流量計的廠家效能。圖5是本文激勵方法的示意圖。

這種雙頻激勵方法可以提供一種對流量雜訊影響不敏感、在流量波動較小的情況下具有穩定零點的汙水流量計。但是在流量連續波動的情況下,這種方法也很難保證穩定的零點,

4結論本文針對耐酸鹼汙水流量計生產廠家,提出了一種新的激勵方法:雙頻三值激勵法,通過合理的設計,使外界干擾最小化,儀器穩定性最大化,提高了感測器輸出訊號處理和干擾訊號濾波的精度。但本質上是矩形波激發的變體。因此,以上對訊號處理方法的分析和討論具有一定的普遍性。

耐酸鹼汙水流量計廠家的動態響應和零穩定是一對互相制約的效能要求。不管用什麼樣的激發

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