電磁流量計的勵磁和信號處理技術

電磁流量計的勵磁和信號處理技術
    勵磁和信號處理技術是衡量電磁流量計性能的兩個關鍵技術，電磁流量計的測量精確度和穩定性與兩者密切相關。本文分為兩個主要部分，分別針對以上兩個關鍵技術，從勵磁磁場和信號處理技術的改進兩個方面進行了研究。
   非均勻磁場電磁流量計的出現可以實現傳感器的小型化，可用來測量非對稱流的流量。其設計的核心是，使非均勻磁場的磁場強度和權重函數的乘積為一常數。權重函數僅與測量管及電極的形狀和大小有關，在測量管道和電極已定的情況下，可以改變傳感器勵磁線圈的形狀和尺寸獲得不同的勵磁磁場。
    尋找一種簡單實用的磁場計算方法是進行研究的必要前提。本文從矩形平面勵磁線圈在測量管道內磁場分布的解析算法出發，給出了一種計算矩形鞍狀勵磁線圈在測量管內的磁場分布的折線近似算法；最后通過實驗證明，這種折線近似法是一種簡單可行的算法。利用折線近似算法對不同形狀和不同尺寸的勵磁線圈的磁場分布情況進行對比，并進行分析優化，最后獲得性能較優的勵磁線圈的尺寸和形狀。
    基線控制的反饋式信號處理方法是結合了早期反饋式信號處理方法和零點漂移反饋法的優點提出的。基線控制法能在消除零點漂移的基礎上，采用較高勵磁頻率實現電磁流量計高動態響應的特性，同時又有效地放大了信號，使低勵磁電流下的測量也具有較高的信噪比。
    本文第二部分針對智能電磁流量計信號的特點，及以往基線控制的反饋式信號處理方法實現中存在的問題，提出基線控制法新的實現方法。采用高度集成的片上系統混合信號單片機C805lF060，完成信號處理系統的硬件測量電路。設計軟件測量時序，利用DAC的定時更新作為反饋信號來消除信號的零點漂移，實現電磁流量計微弱信號的高倍放大。通過軟硬件聯調，經實驗結果證實，本系統的穩定性和重復性都具有很好的應用前景。
   關鍵詞：勵磁磁場，折線近似法，基線控制法，電磁流量計