1.电磁流量计中噪声的产生机理及对策
电磁流量计工作原理基于法拉第电磁感应定律,通过测量导电流体在磁场中的感应电动势来推算流体流量。励磁磁场,感应电动势电极,信号运算放大电路以及模数转换器都容易受到工作现场的电场和磁场辐射耦合,因此电磁耦合是流量测量中的主要的干扰方式。其次被测液体的电化学反应和泥浆干扰是流量测量的另一噪声来源。
1.1微分干扰机理及对策
1.2工频耦合干扰机理及对策
在电磁流量计工作现场存在大量工频信号,耦合在励磁回路、电极、前端放大器的工频干扰噪声对流量的准确测量造成极大影响。其中辐射耦合到励磁回路的工频辐射磁场(包括其谐波)造成励磁磁场波动,影响流量测量,当流体流速较小时,工频干扰信号与有效流量信号在同一数量级,严重影响测量结果。
流量计正常运行时尖峰脉冲噪声出现的概率小,被测液体流速不会在短时间内变化,基于以上特性,对流量信号进行限幅滤波处理:当前输入信号相对上周期输人信号超出噪声容限范围,该信号被认为是噪声信号不进一步计算。滑动平均滤波是处理流量信号经常采用的信号处理办法,可以有效降低采样误差;滑动平均滤波函数的脉冲响应时间是受滑动窗口数控制的,如果能动态调整窗口数,那么响应速度就会大大提高;在应用中使用改进的滑动平均滤波函数,通过响应时间控制器控制滑动窗口数,当响应时间超过设定值时将窗口数设为1,使输出信号迅速变化,获得的很好的动态性能。
一、低电压微功耗电磁流量计的工作原理
任何一种电磁流量计都遵循着法拉第电磁感应定律,当导体在磁场中运动切割磁力线时,在导体的两端即产生感应电动势e。
与此相仿,在垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道,当导电液体在管道中以流速u流动时,导电流体就切割磁力线。在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极,则两电极之间即产生感应电动势e,这就是电磁流量计测量导电液体体积流量的原理
从上述特点可以看出,将电磁流量计进一步开发成为低电压微功耗电磁流量计是适宜的。但在低电压微功耗状态下,一般采用电池供电,要求在不更换电池的情况下能连续工作数年。这样就得解决励磁电路系统功耗大的问题,一方面要求减少励磁电路系统功耗,另一方面要求得到足够的流量信号(感应电动势e)。要满足这些要求必须在设计中解决好励磁电路系统的变送器结构问题。
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