影响质量流量计精度的几个因素及解决办法

　　1 引言

　　科氏力质量流量计(以下简称科氏计)是90年代初开始在我国应用的，与传统的流量计相比具有精度高，不受流体的流型，粘度和温度影响的优点。现在科氏计应用最多的行业是石化行业，主要是国外的质量流量计，国产质量流量计由于其精度和稳定性均较差，未能在流量测量领域普及，提高科氏计的精度和稳定性迫在眉睫。造成国产科氏计的精度和稳定性差的主要原因有以下几点:

　　(l)由于材料的不一致性造成产品性能的不一致，尤其在双管系统中，会造成测量管的不一致从而严重影响仪器的精度;

　　(2)电路部分产生的零点漂移(温漂和时漂)影响测量精度;

　　(3)现有的单片机记频方式分辨率不够。

　　本文介绍一种用模拟可编程器件克服传统电路的漂移，用数字可编程器件逻辑器件提高仪器的分辨，达到提高仪器电路测量精度的方法。

　　2系统原理

　　2.IU形管科氏流量计测量原理

　　U形管CMF的机械结构包括两根几何形状完全相同的U形检测管。两根检测管在电磁激励器的激励下，以其固有频率振动。由于检测管的振动效应，在管内流动的每一个流体微团得到一个科氏加速度，U形管便受到一与此加速度方向相反的科氏力。由于U形管的进、出侧受到的科氏力方向相反，而使U形管发生扭转，其扭转程度与U形管的扭转刚性成反比，而与管内瞬时质量流量成正比。位于检测管的进流侧和出流侧的两个电磁检测器，在音叉每振动一周的过程中，检测出两路振动信号，两路信号的相位差同检测管的扭摆度，也即与瞬时流量成正比。其测量方程为:

　　式中:

　　a为零流量时两电磁检测器输出信号的时间差;

　　b为与测量管物理构造有关的系数;

　　m为质量流量;

　　△t为两电磁检测器输出信号的时间差。

　　2.2系统框图

　　见图1.

　　从传感器输出的两路频率和幅度相等，但相位不等的两路正弦波信号经模拟信号处理电路转换成两路方波信号送给EPLD，测出两路信号的相位差(时间差)，送给单片机系统进行计算.换算成工程流量在LCD上显。

　　3关键技术

　　本系统有两处直接决定精度的关键技术，一为从传感器信号的拾取，二为相差信号的计数

　　3.1相差信号的拾取

　　A、B两路同频正弦信号经过零比较和整形后，输出两个占空比为50%的脉冲方波。在通过一鉴相器即输出A、B两路信号的相位差。两个同频率正弦信号的相位差与相应的两个正弦信号的过零的时间差成正比。即两个同频率正弦信号的相位差可以用它们相应的过零点的时间差来表示。