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电磁流量计检测技术的原理
更新时间:2019-4-12 17:52:28 浏览:322 关闭窗口 打印此页
 电磁流量计是以法拉第电磁感应定律为理论基础的流量测量仪表。相比于其它流量测量仪表,其测量管道中无活动部件,压力损失小,灵敏度高;且测量精度不受被测流体密度、压力与温度的影响。广泛用于城市污水处理以及化工、食品、医药生产等工业现场,实现对糖浆、药浆、泥浆等导电流体的流量测量。接触式电磁流量计检测电极与液面接触,电极易于腐蚀、磨损,流量信号中噪声种类较多;同时由于被测流体电导率低,信号不易检出等特点,因此,对检测电路的性能要求较高。电容式电磁流量计在接触式电磁流量计的理论基础之上,结构上有效的保护了检测电极,减少了流量信号噪声的成分;通过电容耦合的方式降低了传感器内阻,提高了信号的稳定性与测量精度。本课题在实验室已有的研究基础之上,首先对电容式电磁流量计的基本理论与结构进行了阐述。着重分析了流量信号的特征及其噪声成分与来源。然后通过分析常用几种励磁方式的优缺点,确定采用200Hz矩形波作为励磁信号;并利用Ansoft Maxwell 14.0磁场仿真软件对电容式电磁流量计的传感器结构进行仿真分析与磁场优化。硬件电路设计中,采用32位微处理器STM32F407VET6作为控制芯片,通过低压差线性稳压芯片的稳压输出特性实现恒流控制,结合H桥电路设计合理的低频矩形波励磁驱动电路系统,实现传感器磁场的产生。同时,基于电容式电磁流量计结构及流量信号的特征,采用自举跟随电路结构提高信号检出电路的输入阻抗,实现对流量信号的获取。流量信号处理电路利用仪表放大器差分放大的特性,结合旋转电容滤波与精密整流电路对流量信号进行处理与调整。课题最终通过实验的方式,以生活自来水作为被测对象,实现了对流量信号的获取与处理,有效的建立流量信号输出电压幅值与瞬时流量之间的关系,验证了整个课题设计的正确性。
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