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污水电磁流量计信号处理中的问题

来源:未知 最后更新:2021-05-31
关于污水电磁流量计信号处理中的问题,下面给大家浅析一下,供大家参考,希望对大家的工作和学习有所帮助。
污水电磁流量计基于法拉第电磁感应定律,用于测量封闭管道中导电液体和灌浆的流量。传感器的主要组成部分有:测量管、电极、励磁线圈、铁芯和磁轭外壳。
 
了解污水电磁流量计的人都知道,低频矩形励磁可以克服直流励磁中极化电压高的优点,避免交流励磁中电磁感应干扰引起的正交干扰和同相干扰的优点。它是一种兼顾直流励磁和交流励磁优点的励磁方式。理论上,它提供了一种克服工频干扰、激励相位干扰、电极极化和零漂移等干扰的方法。但在实际应用中,由于电磁感应、静电效应和电化学反应等原因,电极的输出电压不仅是与流体流量成正比的感应电动势,还包括各种干扰成分。因此,必须在后续的信号放大过程中加以消除。
 
在污水电磁流量计的实际运行中,正交干扰和同相干扰是由励磁磁场的突变引起的,是交变污水电磁流量计的必要干扰。如果在测量过程中保持磁场不变,则两次干扰为零。共模干扰和串模干扰主要是由污水电磁流量计附近的电磁干扰和静电干扰引起的,可以通过电磁屏蔽和良好的接地来抑制,然后通过具有高共模抑制比(CMRR)的差分放大器消除。
 
此外,污水电磁流量计用于测量各种流体仪表。必将用于工业检测和控制生产。此时,流量计中充满了自身产生的工频干扰信号或其他工业设备辐射的工频干扰信号,使最终的流量信号成为重复处理的工频信号。
 
对于工频干扰,激励周期(信号周期)选择为工频信号的整数倍,因此每个周期信号中必须有两个点来接收工频干扰近似值。此时,可以通过减去两个信号的幅度来消除工频串联模式干扰。在确定励磁周期为工频周期的整数倍后,插入式电磁流量计的信号处理将需要解决以下两个方面:
 
现代智能仪表追求高动态响应速度,这就要求励磁周期必须足够小(最小为工频周期)。然而,太高的激励频率将使零漂移不稳定,这增加了信号处理的难度。因此,在电磁流量计的信号处理中,必须综合考虑响应速度和信号稳定性的方法。
在实际交通信号中,微伏电平和EO(高达几百毫伏)相差很大,几乎是千倍。这时,如果直接用放大器对信号进行放大,由于%的存在,放大器输出饱和,无法准确测量该值。因此,在信号处理中,必须在尽可能消除EO影响的前提下,获得有效的放大值。
目前,污水电磁流量计的信号处理方法一般包括电容隔离法,零漂移反馈法和三次采样法。然而,由于处理过程中的信号失真,电容隔离方法不能用于高精度测量应用。零漂移反馈法的响应时间太长,不能用于需要快速响应的环境中,而三次采样法是基于零漂移是均匀的假设。因此,这三种方法在需要高精度和高响应速度的环境中可能不能很好地满足要求,需要设计另一种信号处理方法。
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