電磁流量計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題的誘因、檢驗(yàn)辨別方式及處
閱讀：28發(fā)布時(shí)間：2026-1-7
研發(fā)電磁流量計(jì)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng) , 明確提出根據(jù)線性穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案直流電源電路 , 并選用髙壓源鼓勵(lì)使系統(tǒng)軟件具備快速響應(yīng)特性, 根據(jù) H橋設(shè)計(jì)方案勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)器電路以開展波形鼓勵(lì) , 設(shè)計(jì)方案檢流電路以完成勵(lì)磁電流量的精確檢驗(yàn) , 根據(jù) DSP設(shè)計(jì)方案勵(lì)磁時(shí)序造成電路完成單頻或雙頻精準(zhǔn)勵(lì)磁。經(jīng)試驗(yàn)認(rèn)證 , 該勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)可完成精準(zhǔn)的高頻率或雙頻勵(lì)磁并確保電磁流量計(jì)輸出信號(hào)具備平穩(wěn)零點(diǎn), 進(jìn)而為提升其精確測(cè)量速率和測(cè)量精度打下基礎(chǔ)。 現(xiàn)階段 , 中國(guó)的電磁流量計(jì)大部分選用低頻波形勵(lì)磁方法, 以得到平穩(wěn)的零點(diǎn) [2-6]。可是, 低頻波形根據(jù)法拉第電流的磁效應(yīng)基本定律 , 電磁流量計(jì)根據(jù)勵(lì)勵(lì)磁沒(méi)法完成迅速精確測(cè)量和確保漿體精確測(cè)量的精密度。為磁電磁線圈將電磁場(chǎng)釋放給被測(cè)流體力學(xué) , 進(jìn)而根據(jù)檢驗(yàn)電磁場(chǎng)此, 海外明確提出高頻率勵(lì)磁和雙頻勵(lì)磁方法 , 比如, 日本國(guó)中健身運(yùn)動(dòng)流體力學(xué)的感應(yīng)電流來(lái)精確測(cè)量導(dǎo)電性液體容積橫河的雙頻電磁流量計(jì) [7]和飛利浦的高頻率電磁流量計(jì)。 殊不知, 在高頻率勵(lì)磁 (雙頻勵(lì)磁中也存有高頻率勵(lì)磁 )時(shí), 因?yàn)閯?lì)磁線圈的感性負(fù)載特點(diǎn) , 勵(lì)磁電流量在勵(lì)磁半周期時(shí)間內(nèi)沒(méi)辦法做到恒定 , 進(jìn)而使信號(hào)沒(méi)辦法得到平穩(wěn)的零點(diǎn)。因此 , 恒流控制的快速響應(yīng)特點(diǎn)是高頻率勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案重中之重。另外 , 勵(lì)磁電流量的精確檢驗(yàn)及勵(lì)磁頻率的精準(zhǔn)操縱是得到高精密信號(hào)事件處理的前提條件?？墒?, 海外企業(yè)沒(méi)有公布這種核心技術(shù)的實(shí)際關(guān)鍵點(diǎn)[8-9]。對(duì)于恒流控制的高頻率性、勵(lì)磁電流量檢驗(yàn)的精確性及勵(lì)磁頻率操縱的準(zhǔn)確性的目地 , 根據(jù)線性穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案了恒流控制電路、并選用髙壓源鼓勵(lì) , 使其具備快速響應(yīng)特性 , 根據(jù) H橋設(shè)計(jì)方案完成波形勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器電路, 在 H橋中低端與地中間連接檢流電路 , 并根據(jù)操縱 H橋工作方式完成精確檢流 , 根據(jù) DSP融合外場(chǎng)元器件設(shè)計(jì)方案勵(lì)磁時(shí)序造成電路完成單頻或雙頻精準(zhǔn)勵(lì)磁?！ ?系統(tǒng)硬件配置 2.1方案設(shè)計(jì) 該電磁流量計(jì)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)關(guān)鍵包含直流電源電路、勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)器電路、勵(lì)磁時(shí)序造成電路及檢流電路, 其框架圖如圖所示 1圖示。圖 1 電磁流量計(jì)勵(lì)磁操縱系統(tǒng)框圖 Fig. 1 Diagram of excitation control system for electromagnetic flowmeter 系統(tǒng)軟件由直流電源電路向勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)器電路供電系統(tǒng) , 勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)器電路依據(jù)勵(lì)磁時(shí)序造成電路傳出的勵(lì)磁時(shí)序操縱信號(hào) CT1和 CT2, 對(duì)勵(lì)磁線圈開展波形勵(lì)磁。檢流電路放置勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)器電路中 , 將穿過(guò)勵(lì)磁線圈的電流量變換為工作電壓信號(hào)輸出。勵(lì)磁時(shí)序造成電路根據(jù) DSP設(shè)計(jì)方案, DSP另外開展電磁流量計(jì)的信號(hào)解決?！ ?.2直流電源電路 因?yàn)檫x用高頻率勵(lì)磁 , 勵(lì)磁電流量達(dá)到百余mAh , 勵(lì)磁線圈為感性負(fù)載, 而選用 DC/DC元器件或相近 PWM操縱基本原理反饋調(diào)節(jié)搭建的直流電源電路會(huì)使勵(lì)磁電流量響應(yīng)時(shí)間慢 , 因此選用大功率線性穩(wěn)壓電源構(gòu)建恒流控制電路 , 以得到較高的響應(yīng)時(shí)間。直流電源電路電路原理圖如圖所示 2圖示。R1選用精密電阻 , 根據(jù)調(diào)節(jié)該阻值就可以得到期待電流量。鍵入工作電壓 VCC為 36 V, D1為維護(hù)二極管 , D2避免電流量反方向。因?yàn)殡娏髁窟M(jìn)到恒定后負(fù)荷直流電壓較低 , 因此線性穩(wěn)壓電源上固定不動(dòng)散熱器以減少集成ic操作溫度。圖 2 直流電源電路電路原理圖 Fig. 2 Schematic circuit diagram of constant-current source 2.3勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)器電路及檢流電路 勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)器電路關(guān)鍵由 H橋以及電源開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路構(gòu)成, 其電路框架圖如圖所示 3圖示。H橋高檔選用 PNP達(dá)林頓三極管 , 以便捷其電源開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路根據(jù)電流量操縱信號(hào) CON1和 CON2操縱其導(dǎo)通 , 電磁遠(yuǎn)傳水表進(jìn)而防止因感性負(fù)載導(dǎo)致高檔短路而較難操縱的難題 ; 中低端選用 N溝道 MOS管, 以便捷立即根據(jù)工作電壓操縱信號(hào) CON3和 CON4操縱其導(dǎo)通; 因?yàn)?MOS管柵極電流量不大, 進(jìn)而能夠 在 H橋中低端與地中間連接檢流電路以精確檢驗(yàn)勵(lì)磁電流量。 H橋橋臂 PNP管和 MOS管均采用內(nèi)部反并肖特基二極管。檢流電路設(shè)計(jì)方案為低電阻值, 以確保 H橋低直流電壓起伏幅度值較小。 H橋高檔接好限幅電路, 以確保 H橋一切正常工作中 , 而且為勵(lì)磁線圈在電流的方向轉(zhuǎn)換時(shí)釋放出來(lái)動(dòng)能出示控制回路。 H橋操縱選用對(duì)臂連動(dòng)操縱 , 以確保單雙頻勵(lì)磁時(shí)續(xù)流控制回路均具備高特性阻抗 , 從而確保零點(diǎn)可靠性。CON1、CON2、 CON3、CON4由 H橋電源開關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路依據(jù)接受的勵(lì)磁時(shí)序 CT1和 CT2造成。在其中, CON1與 CON4由 CT1操縱, CON2與 CON3由 CT2操縱, 以完成單頻勵(lì)磁或雙頻勵(lì)磁時(shí)勵(lì)磁線圈中電流量穿過(guò)檢流電路。 CD1 和 CD2立即接勵(lì)磁線圈, 以出示勵(lì)磁電流量。圖 3 勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)器電路及檢流電路框架圖 Fig. 3 Block diagram of excitation coil’s drive circuit and current measuring circuit 2.4勵(lì)磁時(shí)序造成電路勵(lì)磁時(shí)序造成電路關(guān)鍵由 DSP芯片 TMS320F 2812(下稱 F2812)融合多通道電源開關(guān)及脈沖信號(hào)配對(duì)電路構(gòu)成, 以造成勵(lì)磁時(shí)序操縱信號(hào) CT1和 CT2, 其硬件配置基本原理框架圖如圖所示 4圖示。圖上 , 多通道電源開關(guān)的輸出使能信號(hào) OEn由 DSP的 GPIO操縱, 安全通道挑選信號(hào) SLE和鍵入信號(hào) SIG由 DSP的 EV控制模塊以及中的 GP Timer依據(jù)勵(lì)電磁遠(yuǎn)傳水表磁方法的不一樣根據(jù) PWM輸出造成 , 進(jìn)而緩解 CPU承擔(dān)。脈沖信號(hào)配對(duì)電路用以將 DSP的 3.3V CMOS邏輯性脈沖信號(hào)變換為 5 V邏輯性脈沖信號(hào)以操縱勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)器電路。因?yàn)橄到y(tǒng)軟件通電校準(zhǔn)時(shí) , DSP各腳位輸出上拉電阻 , 因此多通道電源開關(guān)各安全通道輸出呈高阻情況 , 故系統(tǒng)軟件在脈沖信號(hào)配對(duì)電路前根據(jù)下拉菜單電路將操縱信號(hào) CES2和 CES2下拉菜單, 以使 CT1和 CT2為高電平 , 進(jìn)而使勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)器電路中的 H橋各橋臂均關(guān)閉。開機(jī)啟動(dòng)后 , OEn置低, 多通道電源開關(guān)被使能。 SLE為高電平時(shí) , CES1與 SIG互通, 進(jìn)而使 CT1追隨 SIG轉(zhuǎn)變, CT2為高電平; SLE為上拉電阻時(shí) , CES2與 SIG互通, 進(jìn)而使 CT2追隨 SIG轉(zhuǎn)變, CT1為高電平。由此 , 根據(jù)造成不一樣的 SIG與 SLE信號(hào)波型就可以開展不一樣方法的勵(lì)磁操縱。圖 4 勵(lì)磁時(shí)序造成電路硬件配置基本原理框架圖 Fig. 4 Block diagram of exciting scheduling generating circuit 3系統(tǒng)手機(jī)軟件 根據(jù)硬件配置電路設(shè)計(jì)方案之中 , 本系統(tǒng)軟件選用手機(jī)軟件復(fù)位 DSP及外場(chǎng)硬件配置控制模塊使 DSP根據(jù)其片上 EV控制模塊以及中通用性計(jì)時(shí)器 (GP Timer)操縱 PWM輸出以造成勵(lì)磁時(shí)序操縱信號(hào)。那樣 , 系統(tǒng)軟件在起動(dòng)勵(lì)磁后不用手機(jī)軟件再度干涉 , 進(jìn)而確保勵(lì)磁頻率的精密度 , 并緩解 CPU的承擔(dān), 便于開展電磁流量計(jì)的信號(hào)解決每日任務(wù)。系統(tǒng)軟件通電校準(zhǔn)后 , 先復(fù)位 GPIO口, 使操縱信號(hào) OEn為高電平, 以使能多通道電源開關(guān)輸出。單頻勵(lì)磁: 復(fù)位 SIG為上拉電阻并維持不會(huì)改變; 復(fù)位 F2812的上面 EV控制模塊以及中 GP Timer4, 由 T4PWM輸出造成 SLE信號(hào)。 SLE信號(hào)頻率由 GP Timer4復(fù)位時(shí)設(shè)置 , 即是勵(lì)磁頻率。那樣 , 在系統(tǒng)軟件復(fù)位進(jìn)行后 , 起動(dòng) GP Timer4就可以起動(dòng)勵(lì)磁。單頻勵(lì)磁的時(shí)序波形圖如圖所示 5圖示。圖 5 單頻勵(lì)磁時(shí)序波形圖 Fig. 5 Scheduling curves of single-frequency exciting 雙頻勵(lì)磁: SIG和 SLE均由 F2812上面 EV模復(fù)位設(shè)定為低頻 , GP Timer4復(fù)位為隨 GP 塊中 PWM輸出操縱造成 , 且各自由 GP Timer3 和 Tim電磁遠(yuǎn)傳水表er3另外起動(dòng)。系統(tǒng)軟件復(fù)位進(jìn)行后起動(dòng) GP GP Timer4操縱信號(hào)頻率。在其中 , SIG信號(hào)頻率由 Timer3就可以起動(dòng)雙頻勵(lì)磁。雙頻勵(lì)磁的時(shí)序波型GP Timer3復(fù)位設(shè)定為高頻率 , SLE由 GP Timer4圖如圖所示 6圖示。圖 6 雙頻勵(lì)磁時(shí)序波形圖 Fig. 6 Scheduling curves of dual-frequency exciting 4試驗(yàn)結(jié)果 系統(tǒng)軟件研發(fā)進(jìn)行后 , 為調(diào)查其性能參數(shù) , 對(duì)于重慶川儀自動(dòng)化技術(shù)股權(quán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)制造的規(guī)格為 40 mm的容柵智能化電磁流量計(jì)一次儀表盤(勵(lì)磁線圈電感器值約為 250 mH)開展了勵(lì)磁操縱試驗(yàn) , 勵(lì)磁電流量由圖 2中 R1明確為 320 mA上下。試驗(yàn)在江西省流量器廠生產(chǎn)制造的 XBT DN15-50Ⅱ型出水量校準(zhǔn)設(shè)備上開展。實(shí)驗(yàn)步驟: 1)將電磁流量計(jì)一次儀表盤裝在校準(zhǔn)設(shè)備上 , 并與該勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)接上線 , 另外將一次儀表盤的磁感應(yīng)輸出信號(hào)引至電磁流量計(jì)信號(hào)收集控制模塊 ; 2)起動(dòng)校準(zhǔn)設(shè)備并手動(dòng)式操縱閘閥調(diào)整至某一水流量 ; 3)起動(dòng)系統(tǒng)軟件剛開始對(duì)一次儀表盤開展勵(lì)磁。系統(tǒng)軟件中 , 檢流電路與控制器輸出信號(hào)均由電磁流量計(jì)系統(tǒng)軟件歷經(jīng)調(diào)養(yǎng)變大收集 , 并根據(jù) RS232通訊傳輸至上位機(jī)軟件儲(chǔ)存。系統(tǒng)軟件采樣率為 4 800 Hz。試驗(yàn)中, 各自根據(jù)手機(jī)軟件設(shè)置選用單頻 25 Hz和雙頻 6.25 Hz/75 Hz開展波形勵(lì)磁 , 并在儀表盤測(cè)量范圍范疇內(nèi)取好幾個(gè)總流量點(diǎn)開展試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示 , 對(duì)于所述電磁流量計(jì)一次儀表盤 , 勵(lì)磁電流量在勵(lì)磁方位轉(zhuǎn)換后增益值(0%~90%)約為 2.3 ms,調(diào)整時(shí)間 (進(jìn)到恒定±0.5%偏差帶 )約為 4.5 ms。因?yàn)閯?lì)磁電流量調(diào)整時(shí)間只與電路主要參數(shù)相關(guān) , 因此下邊只得出水流量約為 30 m3/H狀況下 , 高頻率勵(lì)磁和雙頻勵(lì)磁時(shí)系統(tǒng)軟件所收集的勵(lì)磁電流量信號(hào)和一次儀表盤輸出信號(hào)趨勢(shì)圖各自如圖所示 7、圖 8圖示。由圖 3圖示檢流基本原理所知 , 檢流電阻器上所檢驗(yàn)的電流量信號(hào)恒定時(shí)只將會(huì)為零或正 , 而其可以依據(jù)己知的勵(lì)磁環(huán)節(jié)開展旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成具體勵(lì)磁線圈中的電流量信號(hào) (與控制器輸出信號(hào)波型類似 )。圖 7 高頻率(25Hz)勵(lì)磁信號(hào)波形圖 Fig. 7 Signal waveform of high-frequency(25Hz) exciting 圖 8 雙頻(6.25Hz/75Hz)勵(lì)磁信號(hào)波形圖 Fig. 8 Signal waveform of dual-frequency(6.25Hz/75Hz) exciting 在重慶川儀自動(dòng)化技術(shù)股權(quán)有限責(zé)任公司 100規(guī)格(電由圖所知 , 文中所研發(fā)的勵(lì)磁系統(tǒng)軟件在 25 Hz勵(lì)磁時(shí)感值約為 353.5 mH)校準(zhǔn)網(wǎng)上 , 各自對(duì)該勵(lì)磁系統(tǒng)軟件能迅速進(jìn)到勵(lì)磁恒定 , 且勵(lì)磁電流量超調(diào)小 , 而目前和目前技術(shù)性中選用 DC/DC變壓意見(jiàn)反饋恒流電源控制系統(tǒng)技術(shù)性勵(lì)磁電流量超調(diào)量大且在 12.5 Hz勵(lì)磁時(shí)即沒(méi)法的勵(lì)磁系統(tǒng)軟件開展勵(lì)磁試驗(yàn) , 試驗(yàn)結(jié)果如圖所示 9圖示。進(jìn)到恒定。 (a) 文中技術(shù)性 25Hz勵(lì)磁結(jié)果 (b)目前技術(shù)性。
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