高频电磁流量计制造技术

一种能测量浆液的高频电磁流量计。其特征在于：它是一种可以任意选择励磁频率的通用电磁流量计。由于本发明专利技术能通过按键操作，根据被测介质的特点选择适当的励磁频率，使流量计能对各种导电液体(包括浆液或导电率偏低的流体)进行稳定、准确、可靠的测量。该技术突破了日本在浆液流量测量领域对我国的卡脖子限制。50多年前，日本横河株式会社发明专利技术了双频励磁的电磁流量计，以其高频励磁的流量信号抑制了浆液噪声对测量的影响；又把工频电磁场干扰混杂到一低频励产生的零位信号上，以此抑制混入的工频电磁场干扰。这种以双频励磁的技术有效抑制浆液噪声和工频电磁场干扰的方法垄断了浆液流量测量领域。本发明专利技术则在结构上更简单合理，其安装和操作更接近已被广大用户所熟悉的普通低频矩形波励磁的电磁流量计，所以不但有成本和性能上的优势，而且更易普及。而且更易普及。而且更易普及。

【技术实现步骤摘要】
高频电磁流量计


[0001]本专利技术属流量测量
，涉及到扩大电磁流量计的使用范围和抑制干扰的原理。具体地说涉及一种只要适当调整电磁流量计的励磁频率就能正常测量：(1)一般导电介质的流量。(2)液固二相的浆液流量。(3)导电率偏低的介质的流量。

技术介绍

[0002]上海光华仪表厂早在上世纪五、六十年代就开始了电磁流量计的研究和制造。这种以市电为励磁电流的电磁流量计虽然体积庞大且笨重，但由于信号信噪比较高，准确度为2.5级的基本误差能滿足一般的流量测量要求，且励磁频率也较高，可测量浆液流量。随着工业的发展，这个基本误差指标是远远不够的。为了适应工业化发展的需要，与世界工业发达国家同步开始研制了低频矩形波励磁的电磁流量计。克服了市电的交流正弦波产生的微分干扰(亦称正交干扰或90度干扰)，使电磁流量计的测量稳定、准确、可靠，仪表测量基本误差达到0.5级以上，成了目前我国使用量最大的流量测量仪表之一。但我国现有的电磁流量计的使用范围只局限于测量普通导电介质，而对市场需求越来越大的液固二相的浆液流量和导电率偏低的流体却无法准确测量。这是因为在被测浆液中的固态颗粒在流经测量管时撞击或磨擦了测量电极产生了浆液噪声，由于其响应速度远快于目前市场广泛使用的低频矩形波励磁的电磁流量计，所以无法抑制的，使流量测量产生大幅波动。
[0003]从已知理论可知：浆液噪声的大小和励磁频率成反比。换言之，只有高频励磁产生的高频流量信号才能減少或抑制浆液噪声的干扰。但用50Hz矩形波励磁的“高频电磁流量计”不但测量浆液不行，测量清水也不行了。似乎对浆液流量的测量低频励磁不行、高频励磁也不行。唯有日本横河株式会社专利技术的双频励磁电磁流量计才能对浆液流量进行测量。其用高频励磁感应产生了高频流量信号，由于高频流量信号响应速度远快于浆液噪声，使其还来不及干扰测量信号就被后续流量信号所代替，浆液噪声被有效抑制。为了抑制用电器产生的工频干扰，又增加了一组低频励磁产生的零位信号和一路信号处理通路，让工频正弦波干扰附着其上，然后再象低频励磁的技术方案一样把其抑制(见图1)。该项专利技术中的低频零位信号对流量测量而言做的是无用功。在流量校验时这些附着在流量信号上的干扰象流量信号(流速)一样影响了传感器系数，所以在校验出混沌的传感器系数后，还要校验出零位的修正系数，通过计算得到传感器的流量系数。这些仅和零位相关的电路和零位修正系数的校验，增加了转换器的生产成夲和难度，还增加了影响流量测量精度的随机不确定因素。但双频励磁确实把混杂在流量信号中的浆液噪声和工频电磁场干扰做了有效的抑制。这项技术卡了浆液流量测量领域半个世纪的脖子。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是：提供一种能测量1.一般导电介质；2液固二相的浆液。3电导率偏低介质的高频励磁的电磁流量计。
[0005]根据专利技术的主要目的是测量浆液流量和导电率偏低的液体的流量，而只有高频流
量信号才能抑制浆液噪声对测量的影响，听以感应出高频流量信号的励磁频率必定是高频。与日本横河不同的是本专利技术在采样到高频流量信号的同时还采样到了附着在同期周期内的正弦波局部电磁场于扰。这些大小和方向不同的干扰与同期周期内的流量信号一起进入差分放大器A的输入端，使流量信号得到放大而电磁场干扰被有效抑制。本专利技术的有益效果是；这种能测量浆液流量的高频电磁流量计的性能、功能和安装条件及案装方法与市场普遍流行的电磁流量计无异。设计和制造的标准化程度高，更易被市场接受和普及。
[0006]以下结合附图和实例，对本专利技术作进一步说明。
[0007]图1低频矩形波励磁的流量信号中干扰信号被抑制的原理示意图；
[0008]图2高频矩形波励磁的流量信号中无法抑制干扰信号的原理示意图；
[0009]图3高频矩形波励磁的流量信号中干扰被有效抑制的原理示意图。图中分别表示了：1仪表使用环境周围的用电器产生的工频干扰；2被选择采用的励磁频率波形；3.1正态流量信号和混淆其上的干扰；3.2负态流量信号和混淆其上的干扰；4采样信号；5差分放大器、
具体实施方案
[0010]对于高频励磁感应得到的流量信号能有效抑制浆液噪声和矩形波励磁能抑制流量信号中的90度正交干扰等在相关专业书《电磁流量计》中已有详细论述，这些和本专利技术有共性的实施方案及其效果在此不再赘述。但由于大电机和各种用电器(包括流量计本身电源)的电磁场造成的串模干扰、共模干扰等对高、低频流量信号的影响和抑制方式就各不相同。现通过三个实例说明本专利技术独特的有效抑制串模干扰和共模干扰的原理和方法。
[0011]实施例1
[0012]附图(1)为低频6.25Hz励磁频率能抑制工频电磁场干扰的原理说明。
[0013]图示1中表示了每一工频周期为1000ms/50＝20ms，OP为8个周期的工频干扰的时间为20*8＝160ms；一个频率为6.25Hz矩形波励磁频率的周期时间也是1000ms/6.25＝160ms，构成了同期周期。正态采祥信号a在采样到正态流量信号ae1和ae2的同时也分别采样到了工频干扰as1和as2，其中as1＝as11+as12；as2＝as21+as22，这些稳态信号輸入差分放大器的A端，成为难以抑制的串模干扰。但是尚在稳态期的工频串模干扰as1中的as11和as12大小相同，方向相反，平均干扰为零。as21和s22的平均干扰也为零。同理，负态采样信号b采样到的串模干扰输入差分放大器B端，其bs1中的bs11和bs12及bs2中的bs21和bs22也是大小相同而方向相反，其平均干扰也为零。低频励磁的流量信号中混入的串模干扰被充分抑制，保証了测量的准确性。另外，差模放大器除了把与流速无关的难以抑制的串模干扰充分抑制外，对共模干扰也有效抑制。从图1可見，差分放大器A端的干扰信号as1与B端的干扰信号bs1大小方向都相同，形成二端各自对地的共模干扰，这种对地的干扰不会混入流量信号而对流量测量造成影响，被共模抑制比很强的差模放大器A有效的抑制了。上述同期周期无限循环重现使流量测量稳定、正确、可靠。
[0014]实施例2
[0015]图2为50Hz高频励磁产生的流量信号中无法抑制工频串模干扰和共模干扰的原理。
[0016]图2为四个周期的工频串模干扰在四个周期的流量信号上分布的对应位置。正态
采样信号a在分别采样到正态流量信号ae1、ae2、ae3、ae4的同时也分别采样到了工频干扰的局部as1、as2、as3、as4。其大小和方向均相同，所以其平均值不为零。于是，这些同侧的串模工频干扰按序输入差分放大器A端后不但没有被抑制，相反得到了放大。同样，负态采样信号b采样到的输入差分放大器B端的串模干扰信号也被放大。这些与流量信号无关且被放大的串模干扰造成了测量误差和测量值剧烈波动。另外，图示差分放大器A端和B端之间的干扰信号as和bs是大小相同方向相反的共模干扰，它和同是方向相反的流量信号一起输入差分放大器A的二输入端，使共模干扰和流量信号一起被放大。引起流量测量大幅波动和失真。所以这一最接近工频的“特殊频率”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种既能测量普通导电液体，也能测量液固二相或导电率偏低的液体的电磁流量计。包括与被测介质的存在状态相适应的高频励磁技术。其特征在于：当电磁流量计测量浆液或低导电率液体流量时只须采用本发明高频励磁技术就能抑制浆液噪声和各种电磁场干扰对测量的影响。2.根据权利要求，本发明的特征在于只有采用符合本发明五个特点的高频励磁方案才能有效地抑制浆液噪声和工频干扰等对测量的影响。3.根据权利要求，为了说明高频电磁流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炳荣，
申请(专利权)人：张炳荣，
类型：发明
国别省市：