电磁流量计信号调理和激磁方法研究

　　1引言

　　电磁流量计是应用范围最为广泛的导电介质(液体)体积流量计量器具。目前国内很多厂家都在生产相应的产品，如天津工业大学生产的LDZ一体化智能电磁流量计，上海光华爱而美特仪器有限公司生产的SCAIc电磁流量计，上海光华仪表厂生产的LDZ一4A电磁流量转换器和LDG型系列电磁流量计等。这些流量计在化工，矿冶，钢铁，煤炭，水利水工，给排水等工业流程及污水排放中获得广泛应用ll]，但科技查新显示，这些产品在使用时还存在很多问题:如有的测量范围不高于1:20，测量的最低流量仅为0.4化己s，而低于此值的测量精度很难满足测量要求，有的只采用普通电路模块及信号调理技术，测量精度仅为，流速范围仅达l:40，为0.3一12m/s。国内市场中的国外产品主要以Fisher0Rosemount0Endress+Hauser、Yakogawa等国外大公司的产品为主，这此产品虽然在测量范围、测量精度等指标上优于国内产品，但其产品为西文操作方式，难于掌握，且操作复杂，价格昂贵，因此很难满足国内市场要求。

　　针对这种现状，我们对日本、德国、美国及国内产品的技术资料进行了深人的研究，分析发现很多电磁流盆计的信号处理方法为峰值采样，电容隔离(或补尝)双极性分时滤波与数字滤波相结合的双重滤波技术，此种技术不能很好解决感应信号失真和干扰信号被放大等问题，另外我们还发现国内有些产品在经过现场一年运行后，仪表的测量误差会超过规定值l的多倍，出现严重的不合格的现象[2]。因此扭寸于上述问题我们开展了研究，并提出解决方案，现论述如下。

　　2基波平均值法信号调理

　　2.1基本工作原理

　　电磁流量计的基本框图如图1所示。

　　由法拉第电磁感应原理可知，当流过测量导管的导电流体以流速护作切割磁感应强度为B的磁力线运动时(见图l传感器部分)，则在一对检测电极之间检测的感应电动势E所产生的电压U与磁感应强度B、液体流量Q之间的关系为:

　　当激磁电流恒定时，磁感应强度B为常值，故U与Q成线性关系，测t出电压值并经过电路转换后，即可得出体积流量l3]。

　　2.2基波平均值法信号调理

　　上述一对检测电极之间检测的感应电动势是毫伏数量级的弱信号，并且亚加了多种频率的噪声干扰，表示为

　　如前所述，采用电容隔离法来抑制零点漂移的干扰，图l中所示信号前里差动放大器抑制共模干扰，经过电容祸合后经交流放　大器放大，于图4中的与时刻进行采样保持，经直流放大后输出，其整机的放大倍数为k。。