恒磁式電磁流量計的開發(fā) 一
摘要
現(xiàn)有的電磁流量計都是靠通電線圈產(chǎn)生交變磁場，因為電化學(xué)及其他因素會在恒定磁場勵磁的電磁流量計測量電極上產(chǎn)生嚴(yán)重的極化現(xiàn)象，由此使得隨機(jī)變化的極化電壓完全淹沒反映流速的感應(yīng)電動勢。因此，極化電壓一直是電磁流量計測量的主要障礙，恒磁(包括永磁體和直流電)式勵磁的技術(shù)始終是電磁流量計研究的主要難點(diǎn)之一。目前，恒磁勵磁的方法僅僅適用于液態(tài)金屬的測量。但是，恒磁式電磁流量可以用永磁體產(chǎn)生磁場，由此可使儀表的功耗大大降低，充分?jǐn)U大電磁流量計的應(yīng)用領(lǐng)域，提高它在低流速下的測量能力。本論文的目的是探索一種實驗方法，以證明電磁流量計采用恒磁勵磁的可行性。
本文研究了磁鋼勵磁的電磁流量計的信號處理方法和系統(tǒng)設(shè)計，從傳感器的設(shè)計到信號處理方法等方面都提出了一些開創(chuàng)性的思路。通過多種實驗，從抑制極化電壓的角度考慮，本文設(shè)計了一種動態(tài)跟蹤反饋控制極化電壓的方法，并詳細(xì)分析推導(dǎo)了該方法的測量原理。設(shè)計低功耗測量電路，編寫基于Microchip單片機(jī)的軟件程序。極化電壓被控制到一個恒定的數(shù)值范圍后，反應(yīng)流速的直流電壓能定性穩(wěn)定地測量出來，并最終實現(xiàn)了電池供電。
通過和已經(jīng)標(biāo)定好的電磁流量計進(jìn)行比對測量，實驗結(jié)果的穩(wěn)定性和重復(fù)性都顯示出恒磁式電磁流量計潛在的應(yīng)用前景。從理論和實驗兩方面都證實了電磁流量計采用恒磁勵磁的方法的可行性，該方法的探索將為電磁流量計開拓新的研究空間，最終有望實現(xiàn)該技術(shù)的產(chǎn)品化。
電磁流量計
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