基于正弦波励磁方法的电磁流量计电极间信号建模研究

摘要

目前电磁流量计被广泛的应用于液体电导率高于5us/cm的水处理、医药食品、工业生产等行业，但是电磁流量计电极间信号成分复杂，混在电涡流磁场下的微分干扰难以去除。国内外电磁流量计对电极间信号处理普遍采用的方法是用软件来实现，通过程序控制采样时间并对采样信号进行均值处理，软件信号调理方法具有操作性强、灵活多变等优点，但是过于依赖电极间信号的输出精度，此瓶颈无法满足更高的精度要求。随着实际应用的加深，对电磁流量计信号调理方法改进也要求甚高。本文对电磁流量计电极间信号进行建模分析，基于本文提出的建模方法设计了硬件电路，并通过实验证明此电极间信号模型方法提高了电磁流量计的测量精度。
　　 交变电流产生的“电涡流”效应与电磁流量计的工作磁场迭加，而微分干扰又存在于“电涡流”产生的迭加磁场中，本文根据电极间信号的作用方式对电磁流量计电极间信号建立数学模型，对模型参数分步拟合，依据实验数据，确立了电极间信号模型，定量描述电磁流量计电极间信号电动势与励磁信号和流量信号之间的关系。采用正交解调方法，将流量信号从混有微分干扰的电极间信号中提取出来，对电磁流量计在正弦波励磁方式下微分干扰的消除提供了有效的处理方法。根据电磁流量计电极问信号模型设计电磁流量计硬件电路，电路输出的信号由两部分组成：直流信号和交流信号，这里的直流信号正是与管内水流速度信号成线性关系，即有用的流量信号。通过这种方法将干扰信号分离，并对其实验结果进行了分析处理，处理结果表明了此信号建模方法对电磁流量计测量精度的提高有效果和实际应用价值。
　　 课题研究对于电磁流量计测量精度的提高具有重要意义，所提出的理论为以后的电磁流量计电极间信号建模奠定必要基础，此模型具有一定的普遍性，可为其他励磁方式的电磁流量计提供可参考的理论依据，因此，论文的研究具有一定的理论意义和实际应用价值。