梯形波励电磁流量计的研究与设计

摘要

电磁流量计是一种测量导电介质体积流量的计量仪表，它主要由电磁流量传感器、信号转换和处理仪表等部分组成，可广泛应用于水泥、化工、轻纺、冶金、矿山、造纸、医药、食品、酿造等工业技术部门，特别是环保领域。在电磁流量计中，传感器的工作磁场是由励磁系统产生的，励磁方式决定了传感器工作磁场的特征和电磁流量计的抗干扰能力大小和零点稳定性能的好坏。励磁技术始终是电磁流量计的一个重要的研究方向。目前，国内外厂家普遍采用低频矩形波励磁方式。此种励磁方式虽然克服了直流励磁产生的电极极化效应，但是，由于矩形波励磁方式存在电平突变，引入强烈的微分干扰和同相干扰，导致在小流速测量阶段，传感器输出信号的信噪比明显降低，使得流量计零点稳定性差和测量准确度下降。 本文分析了电磁流量计设计中存在的关键技术问题，探讨了电磁流量计中微分干扰和同相干扰的起因，采用了梯形波励磁方式，应用于智能电磁流量计的设计中，降低了dB/dt，减小了微分干扰和同相干扰的影响。采用了单片机与D/A 芯片结合，软件产生梯形波的方式，使得波形频率可以调整。信号处理部分，设计了预处理、放大、滤波和A/D转换电路，分析了信号在电路中流动的过程。论证了用梯形波励磁电磁流量计是可行的，信号处理电路也能达到预期的要求。