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智能电磁流量计技术探析
发布时间:2021-11-23 08:30:01

摘要:电磁流量计是以法拉第电磁感应定律为原理进行导电流体体积流量的速度测量的流量计,自从电磁流量计进入市场,其性能就在不断完善,这是市场需求下科学技术推动形成的,如今电磁流量计已经成为一项技术成熟且得到广泛应用的新一代智能流量仪表。基于此,本文主要对智能电磁流量计技术探析进行了分析。
1引言
  现阶段,随着社会的不断发展,在很多领域都应用了智能卡以及单片机技术,以下主要是对--种智能化的流量计量系统进行分析研究,在该系统中具有很大的优势,其功能十分全面,并且成本也很低、体积小能耗也比较少,在调试时非常方便,控制起来十分精确,具有很强的抗干扰能力。
2电磁流量计的测量原理
  电磁流量计是一种测量导电性液体的体积流量仪表,其测量原理基于法拉第电磁感应定律。测量管内的被测介质相当于电磁感应中的导体,上、下两个励磁线圈夹持在测量导管的上、下两边,用于产生恒定磁场。当被测介质流经测量管时,传感器的两侧电极会产生感应电压。为了避免感应电压出现短路,测量管内壁与电极间必须有绝缘衬里。衬里可根据被测介质的种类和工.作温度来选择,一般常用的有特氟隆、橡胶、陶瓷等。电磁流量计由传感器和转换器两部分组成。被测介质的流量经传感器变换成感应电势,再由转换器将感应电势转换成统一的直流标准信号输出,供其他指示、记录和调节仪表使用。
3智能电磁流量计系统硬件的构成
(1)单片机。对于该系统中的单片机来说,其内置的RAM主要是128字节、存储器闪速的字节为2K,其中具有两个16位的计数器,中断源有五个。同时还具有一个全双工串行口、以及一个精确的模拟比较器。在单片机的外部则是含有引脚,与其他类型的单片机相比较则是压缩了很多的接口线。
(2)IC卡读写器。在相应的IC卡的读写器中主要是由串行可编程闪速存储器以及一些外围的元器件进行构成,同时在相应的IC卡中具有两种读写操作模式,分为A与B,前者能够对闪速存储器进行操作,但是后者则是不能。这两种模式的工作流程主要是由相关的单片机向着IC卡进行操作训练,这样将会接SCK端发送--些时钟脉冲,将S0以及SI端的数据串行的输入到相应的单元中。在该系统中,是利用A模式,并且其读卡器的命令为52H,XXH,XXH,XXH。对于写卡来说,是利用A类模式中的第二种模式,利用缓冲器来写相关的命令。
(3)显示驱动电路。对于显示驱动电路来说,主要是以MAX7221芯片构成,其中MAX7221是一一个八位七段的共阴极显示驱动芯片,其中有三线串行输入输出接口,会与单片机相互连接,同时这样也不需要与任何的外围元器件进行了解,使电路的调试十分的简便。在该系统中,相关的单片机会每隔一-段时间进行数据的发送以及播放。在对其进行预先的设定之后,那么相关的MAX7221将会自行将锁存器中的数据进行调出,经过翻译之后,对其进行放大处理,在驱动数码管动态的循环中显示,最终将单片机下次再串行送到另外一组数据中,这时MAX7221将会对锁存器中的内容进行修改,以此来改变相应的显示结果。
(4)隔离驱动电路。在该系统中,主要是利用单片机来控制流体回路通断的状态,主要是对电磁阀门的工作状态进行控制。对于电磁阀门来说,主要是属于强电部分,因此其不能够与一些弱电部分相互连接。另外,对于强点控制回路来说,会对单片机控制系统产生很严重的干扰,这样将会严重的影响单片机系统的正常工作。其中所采用的方式主要是利用单片机以及强电来控制一些回路之间的隔离驱动电路。并且在这个电路中还会采取相关的措施,来消除一些电气对单片机产生的电磁干扰。
4智能电磁流量计技术分析
4.1动态励磁技术
  所谓动态励磁技术,就是在三值矩形波励磁的基本前提下,根据现场流体状态对调整励磁频率进行适当的调整,从而提高测量的稳定性。现阶段,因为T业施工现场管路比较复杂,阀门、弯头、分支管以及变径管等对流体流态的影响比较大,并且支管路比较短,这样就不足以消除以上组件对流体的扰动。在这一工作环境下,通常电磁流量计稳定性比较差,这样就需要手动设置阻尼系数来提高测量的稳定性。但是阻尼会使流量测量跟踪速度比较慢,并且没有办法及时反应流量的变化,而动态励磁技术可以很好的解决这一-问题,倘若体波动比较大,就需要自动增大励磁周期,提高测量稳定性。对于比较复杂的环境,应该采用动态励磁技术与阻尼设置两者相结合的方式来提升液体测量的稳定性。
4.2信号处理系统
  所谓信号处理系统,就是前置放大电路对接收的流量信号进行有效处理,并且在抑制噪声和干扰的时候,对收到的微弱流量信号进行放大。同时采用整形电路将差动的双端流量信号转变成单端流量信号,采用A/D转换电路将流量信号转变成数字量,随后将数字量进入单片机对数字进行计算,从而得到流速值和流量值。而智能信号处理系统能够很好的解决这些问题,首先对液体的电导率进行检测,随后根据电导率自动的选择波电容、电阻等,对不同电导率液体流量进行测量,从而达到提高测量精度的目的。
4.3误差修正技术
  针对电磁流量计的误差,应该采用零点校正与基本误差修正相结合的方法,公式如下:V=kE-V0;其中V代表液体实际流速;k代表基本误差修正系数,E代表实测流速转换的数字量,V0代表零点偏移量。在进行误差修正的时候,应.该根据流量计传感器特性进行流量分段修正方法的引进,并且根据《电磁流量计》的规章制度,对流量检定点进行划分,.例如:Qmax(流量测量上限)、Qmin(流量测量下限)等,并且对其进行分阶段性的修正,从而就能有效满足测量精度的具体要求。
5结束语
  综上所述,智能电磁流量计各种技术的共同作用下,性能得到进一步提升,也有效满足了更加苛刻的现场测量需求。

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