基于電壓電流比瞬态電磁流量測量-江蘇省孝感尼蓝纺织制造有限责任公司(WAP站)
                   
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基于電(dian)壓電流比(bi)瞬态電磁(ci)流量測量(liang)
發布時間(jiān):2020-6-22 08:47:08

摘要:爲了(le)實現較高(gao)的勵磁頻(pin)率,提高響(xiang)應速度,同(tong)時減少電(diàn)磁流量計(jì) 的功耗,提(tí)出基于電(dian)壓電流比(bi)值的瞬态(tài)測量方法(fa),确定電壓(ya)電流比值(zhí)與流量之(zhī)間的關系(xi)。設計了基(ji)于DSP的硬件(jiàn),采集瞬态(tai)時的勵磁(ci)電流和信(xin)号電壓來(lai)驗證該處(chù)理方法,離(li)線📧數據分(fèn)析表明🥵,電(diàn)壓電流比(bi)值與流量(liàng)有良好的(de)線性關系(xi)。設計的DSP軟(ruǎn)件可實時(shi)實現瞬态(tai)測量方法(fǎ),并進行水(shui)流量标定(dìng)和功耗測(cè)🔴試實驗。實(shí)驗👌結🙇🏻果表(biǎo)明,流量測(cè)量精度到(dào)0.5級,與普通(tong)電磁流量(liang)計相同。功(gōng)耗對♉比表(biao)明,基于瞬(shun)态測量原(yuán)理的電磁(cí)流量計的(de)勵磁功耗(hao)是普通電(dian)磁流量計(ji)的30%。
1引言
  電(diàn)磁流量計(ji)是一種基(jī)于電磁感(gan)應定律測(cè)量導電液(ye)體🌍體積流(liu)🔞量的儀表(biao)。由于其測(ce)量管道内(nei)無阻擋體(tǐ)、耐腐蝕性(xìng)強、可靠性(xing)高,且不受(shou)流體密度(dù)、黏度、溫度(du)、壓力變化(hua)的影響,所(suo)以,在石🙇🏻油(you)、化工、冶金(jīn)、造紙等行(hang)業得到較(jiao)爲廣泛的(de)應用,被用(yòng)于水流量(liàng)和漿液流(liu)量的測量(liang)🥵[1,2]目前電磁(ci)流量計在(zài)水流量測(ce)量時大多(duo)采用低頻(pin)矩形波或(huò)三值波勵(lì)磁.[3-5],勵磁電(dian)流需要保(bao)持足夠時(shí)間的🔅穩定(ding)段,以使傳(chuán)感器輸出(chū)信号獲得(dé)較長時間(jiān)的平穩段(duan),保證其測(ce)量精度。在(zai)用于漿液(ye)測量時,爲(wèi)了克服漿(jiang)液噪聲對(dui)流量信号(hào)的影響,大(da)多采用高(gao)頻勵磁方(fāng)法。通過采(cǎi)用高低壓(ya)勵磁的方(fāng)法使電流(liú)快速進入(rù)穩态,即在(zai)提高勵磁(ci)頻率的☎️情(qing)況下保證(zheng)勵磁電流(liu)進入穩态(tai);但是,無論(lun)水流量🚩測(ce)量時的低(dī)頻勵磁,還(hái)是漿液流(liú)量測量時(shí)的高頻🛀🏻勵(li)磁,都是在(zài)勵磁電🌍流(liú)的穩态段(duan)拾取對應(yīng)的.傳💰感器(qi)信号,即都(dōu)是利用勵(lì)磁電流🈲的(de)穩态段進(jìn)行測量,需(xū)要維持勵(li)🐉磁電流的(de)穩定,這将(jiāng)導緻電💜磁(ci)流量計的(de)勵磁功耗(hao)大,發熱嚴(yán)重,影響其(qi)使用壽命(mìng)。爲了降低(di)功耗,文獻(xian)[9]對勵磁電(dian)流的瞬态(tai)過程進行(háng)了研究,驗(yan)證了瞬态(tài)測量的可(kě)行性。相比(bǐ)穩态測✊量(liang),瞬态測量(liàng)時的勵磁(ci)電流不需(xū)要進入穩(wěn)态,也不需(xū)要恒流源(yuán)來穩定勵(li)磁電流,可(kě)有效地降(jiàng)低勵磁功(gōng)耗,并有🛀🏻利(li)于實現較(jiao)高的勵磁(ci)頻率;但是(shi),瞬态時的(de)勵磁電流(liú)和信号電(diàn)壓都處于(yu)動态上升(shēng)過程,信号(hào)的幅值同(tong)時與流量(liang)和時間有(yǒu)關,而且此(cǐ)時微分幹(gan)擾也不能(neng)忽略,導緻(zhi)信🔞号電壓(ya)與流量之(zhī)間的關系(xi)難以确定(dìng)。文獻[9]先求(qiú)㊙️出輸出電(diàn)壓兩個指(zhǐ)數項的系(xì)數,再利用(yòng)得到的系(xì)數間接求(qiu)得與流速(sù)對應的結(jie)果,并通過(guò)對離線數(shù)據處☔理,驗(yàn)證了瞬态(tài)測量的可(ke)行性;但是(shi),該方式求(qiu)解過程較(jiao)爲複雜,不(bú)利于實時(shí)實✍️現。
  爲此(cǐ),分析電磁(cí)流量計瞬(shun)态過程的(de)信号模[10,11]型(xing),提出電㊙️壓(yā)電流比值(zhi)的處理方(fāng)法,确定了(le)電壓電流(liu)比值與流(liú)量之間的(de)關系;定量(liàng)計算并比(bǐ)較了穩态(tài)測量和瞬(shun)态測量時(shi)🈲勵磁線♈圈(quān)上的功耗(hào);設計基于(yu)DSP的硬件,采(cǎi)集電壓電(diàn)流數據進(jìn)行了離線(xiàn)驗證;研制(zhì)DSP軟件,實時(shi)實現瞬态(tài)測量方法(fa);進行水流(liú)量🏃🏻标定實(shi)驗驗證。
2瞬(shun)态測量原(yuán)理
2.1信号模(mo)型
  瞬态測(cè)量由于勵(li)磁時間短(duǎn),勵磁電流(liú)和其感應(ying)産生的🙇‍♀️磁(ci)✂️場均不能(neng)達到穩态(tài),此時的勵(li)磁線圈應(ying)作爲一-個(ge)感性負載(zai)處理。因🤞此(ci),在勵磁電(dian)流的非穩(wen)态🛀上升過(guo)🤩程中,線✔️圈(quān)中勵磁電(diàn)流爲:

  式中(zhōng):U爲勵磁電(dian)壓;R爲勵磁(ci)回路電阻(zǔ);α=R/L爲勵磁回(huí)路時間常(chang)數;L爲勵磁(ci)線圈電感(gǎn)。管道中導(dǎo)電液體流(liú)經勵🍉磁電(diàn)流感應産(chǎn)生的磁場(chǎng)時,産生感(gǎn)應電動勢(shi)。忽略共模(mo)幹擾等噪(zao)聲影響♊,傳(chuán)感器電極(jí)兩端産生(shēng)的信号電(diàn)壓爲🐇:

  可見(jian),信号電壓(ya)主要由2部(bu)分組成:一(yi)部分是導(dao)電液體🌈流(liú)經磁場産(chan)生的電壓(ya)分量即流(liu)量分量,其(qi)大小與流(liu)量相關,系(xì)數a對應流(liú)速;另一部(bù)分爲微分(fen)幹擾,其系(xi)數爲b。分析(xī)可知,微分(fèn)幹擾是由(yóu)勵磁電流(liu)變化所引(yin)起,其系數(shu)b與管道内(nei)流速無關(guān)。微分幹擾(rǎo)不随流速(sù)變化,随🐅時(shí)間增加而(ér)逐漸變小(xiǎo)。
2.2電壓電流(liú)比值方法(fa)
  針對瞬态(tài)測量,通過(guo)對信号電(diàn)壓的分析(xi),确定了信(xìn)🌍号電壓和(hé)勵磁電流(liu)的比值與(yǔ)流量的線(xiàn)性關系,提(tí)出了基于(yu)電壓電流(liú)比值的處(chu)理方法。瞬(shun)态測量勵(li)磁時間短(duan),勵磁電流(liu)及其感應(ying)産生的磁(ci)場均未進(jìn)入穩态。在(zài)勵磁電流(liu)的上升過(guo)程中,微分(fèn)幹擾隻随(sui)💋時間變化(hua),而流量分(fen)量受到勵(lì)磁電流的(de)影響,其大(da)🐆小不僅與(yu)流💃速🔅有關(guan),還随時間(jiān)變化。爲了(le)消除勵磁(cí)電流對流(liu)量分量的(de)影響,同時(shí)減小電流(liu)波動帶來(lai)的🐇磁場波(bō)動對信号(hao)✊産生的影(ying)響,将信号(hào)電壓比上(shàng)勵磁電流(liu),即式(2)比上(shang)式(1),得到:

  式(shi)中:i=1,2.k;ti爲同相(xiang)位對應的(de)時間點。根(gen)據式(4),幹擾(rao)隻随時⚽間(jiān)變化而與(yǔ)📧流速無關(guan),那麽對于(yu)任一同相(xiàng)位點t,不同(tong)流⭐量下的(de)幹擾均爲(wèi)相同的确(que)定值。即同(tóng)相位取點(diǎn)後幹擾部(bu)分相同,電(diàn)壓電流的(de)比值隻跟(gēn)随流量變(biàn)化。若對電(diàn)壓電流比(bǐ)值進行多(duō)個同相位(wei)取點并求(qiú)和,得到:

  式(shì)(6)中對電壓(yā)電流比值(zhi)取了5個同(tóng)相位點。可(kě)知,對電壓(ya)與電流比(bǐ)值進行5個(ge)同相位取(qǔ)點後,在同(tóng)一流量下(xia),每💋個同相(xiàng)位點的幹(gàn)擾部分B(t)均(jun)是确定值(zhi),則求和之(zhi)後的也是(shì)一個确定(ding)值。又由于(yu)不同流量(liàng)下同相位(wei)取點🈚的幹(gàn)擾部分相(xiàng)同,則不同(tóng)流量下電(diàn)壓電流比(bi)值的5個同(tong)相位點求(qiu)和後,幹擾(rao)🏃🏻也是相同(tóng)的确定值(zhí)。即對電壓(ya)電流比值(zhi)♻️取5個同相(xiang)位點求和(he)後,幹擾部(bu)分固💰定,比(bǐ)值的大小(xiǎo)隻随流量(liang)變化。而流(liú)量爲零時(shi),電壓電流(liú)比值等♈于(yú)幹擾部分(fen)的值,所以(yi),可将幹擾(rao)部分作爲(wèi)零點處😘理(li)。
2.3功耗分析(xī)
  以 DN40 電磁流(liú)量計 爲例(li),比較穩态(tài)測量和瞬(shun)态測量時(shí)勵磁線圈(quan)上的功耗(hào)。對于口徑(jìng)爲40mm,勵磁回(hui)路電阻爲(wèi)56Ω,勵磁線圈(quān)電感爲127mH的(de)一次儀表(biǎo),穩态測量(liàng)時采用高(gāo)低壓電源(yuán)切換的勵(lì)磁控制方(fang)法,穩态㊙️勵(lì)磁電流約(yuē)爲180mA,勵磁頻(pín)率可調[10),不(bú)同頻率勵(lì)磁時,勵磁(cí)功耗基本(ben)相同。當勵(lì)磁頻🚶率爲(wei)12.5Hz時,每半周(zhou)期勵磁時(shi)間爲40ms。在勵(lì)磁電流上(shang)升到穩态(tài)值這段時(shi)間裏,加載(zǎi)在勵磁線(xian)圈.上的勵(li)磁電壓爲(wei)80V,已知勵磁(cí)回路時間(jiān)常數爲,則(zé)此時的勵(lì)磁電流爲(wèi):
  勵磁電源(yuán)爲高壓電(diàn)源時,勵磁(cí)電流可以(yǐ)快速達到(dao)180mA,之後切💁換(huan)爲低壓源(yuán),使勵磁電(dian)流保持在(zai)穩态值。計(ji)算可知,此(cǐ)時勵磁電(dian)流達到180mA的(de)時間約爲(wèi)0.3ms,則上升段(duàn)📐對應的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼勵(li)磁能👨‍❤️‍👨耗爲(wei):

  勵磁電流(liu)達到穩态(tai)值後線圈(quān).上勵磁電(dian)壓爲17V,勵磁(ci)電🔴流達到(dao)穩💔态值的(de)時間約爲(wèi)0.3ms,半周期時(shi)間爲40ms,可得(dé)勵磁電流(liú)穩定段對(duì)應的能耗(hào)爲:
W2=17V·0.18A·(0.04s-0.0003s)=0.1215J
  即每半(ban)周期的勵(li)磁功耗爲(wei)W=W1+W2=0.1237J。而12.5Hz勵磁時(shí)每秒有25個(gè)勵磁💔半周(zhōu)期,則普通(tong)電磁流量(liang)計1s内的能(neng)耗爲Wp=W·75=3.0925J。
  瞬态(tai)測量時,配(pei)合同樣的(de)一-次儀表(biǎo),計算了在(zài)高頻勵磁(ci)時勵磁線(xian)圈上的能(néng)耗。此時,線(xiàn)圈上勵磁(cí)電壓約爲(wèi)16V,勵磁頻率(lü)爲37.5Hz,每秒有(you)💘75個勵磁半(ban)周期。半周(zhōu)期勵㊙️磁時(shí)間⛹🏻‍♀️爲8ms,此時(shi)勵磁電流(liú)尚未進入(ru)穩态,勵磁(ci)電流最大(dà)約爲190mA。
由瞬(shun)态測量時(shí)線圈中勵(li)磁電流爲(wèi)

  對比可知(zhi),瞬态測量(liàng)時勵磁線(xiàn)圈上1s内的(de)能耗約爲(wèi)🎯普通電磁(ci)流量計的(de)64%,即瞬态測(ce)量時勵磁(ci)線圈上的(de)功耗約爲(wèi)普通電磁(ci)流量計的(de)64%。而且瞬态(tài)測量時不(bú)需要恒流(liú)源,也能降(jiang)低🤞勵磁系(xì)🔞統的功耗(hao),所以,瞬态(tài)測量能有(yǒu)效地降低(di)勵磁系統(tǒng)的功耗。
3方(fang)法驗證
  爲(wèi)了驗證提(ti)出的處理(li)方法,硬件(jian)系統,采集(ji)電壓和電(diàn)流數據,并(bìng)對數據進(jìn)行離線處(chù)理。硬件設(she)計中,選用(yòng)24位AD進行♻️采(cǎi)樣,以更準(zhǔn)确地測得(de)動态變化(hua)的信号電(dian)壓和勵磁(cí)電🌈流,提高(gāo)🔆測量精度(du)。同時,爲了(le)準确地求(qiú)得電壓電(dian)流比值,需(xu)要同步測(ce)得電壓和(he)電流。否則(zé),會造成電(diàn)壓電流比(bi)值出現偏(piān)差,影響到(dào)測量結果(guǒ)。所以,硬件(jian)🈲電路中使(shi)用兩片24位(wei)AD分别采集(ji)電壓和電(diàn)流,并配置(zhi)爲同步采(cǎi)樣。
3.1硬件研(yán)制
  硬件主(zhǔ)要包括勵(li)磁驅動模(mo)塊、信号調(diào)理采集模(mo)塊、人機接(jiē)口✨模塊、輸(shū)出模塊、通(tong)訊模塊和(he)存儲模塊(kuài)。在🌈勵磁驅(qu)動模塊中(zhong),通過DSP芯片(pian).上的ePWM産生(shēng)勵磁時序(xù)控制H橋的(de)通斷,進而(er)控制💘勵磁(ci)線圈的勵(li)磁。信号調(diào)理采集模(mó)塊中,通過(guo)兩片24位ADC同(tong)時采集經(jing)過信号處(chu)理電路的(de)信号電壓(ya)和勵磁電(diàn)流。人機接(jiē)口模塊中(zhōng),利🌈用鍵盤(pan)設置和修(xiu)改相關參(cān)數,通過液(ye)晶實時顯(xiǎn)示🔱流量相(xiang)關信息。輸(shū)出模塊中(zhong),通過GPIO口控(kong)制輸出4~20mA電(dian)流。通信模(mo)塊中,通過(guo)上位機發(fa)出命令,實(shi)🌈現🛀🏻數據上(shàng)傳與參數(shu)設置。存儲(chǔ)模塊中,利(lì)用鐵電存(cun)儲重要☁️參(can)數以及上(shàng)次斷電時(shí)的累計🏃流(liu)量。與普通(tōng)電🈲磁流量(liàng)計🚶相比,由(you)于瞬态測(cè)量時勵磁(cí)電流不需(xū)要進入穩(wen)态,因而在(zài)設計中去(qu)掉了恒流(liu)源電路。
3.2離(li)線數據分(fen)析
  利用DSP硬(yìng)件系統,在(zai)勵磁電壓(ya)爲16V,勵磁頻(pín)率爲37.5Hz,勵磁(cí)時間爲8ms,采(cǎi)樣🌈頻率爲(wèi)2500Hz的情況下(xia),進行了流(liu)量測量實(shí)驗。分.别在(zai)0,1.5,2.5,4.5,10,15,22.5m3/h等流量下(xià)采🔞集勵磁(ci)電流和信(xìn)号電壓,并(bing)在Matlab中對采(cǎi)集的數據(ju)做了相應(yīng)的♋處理。
  瞬(shun)态測量利(li)用的是勵(lì)磁電流動(dòng)态上升的(de)階段,不需(xū)要電☁️流進(jin)入穩态。勵(lì)磁電流波(bo)形如圖1所(suǒ)示,由于📱是(shi)在🌂勵磁控(kòng)制模塊🌐的(de)H橋♍路近地(dì)端加入一(yī)一個檢流(liú)電阻來測(ce)量勵磁電(dian)流,所以👨‍❤️‍👨,這(zhè)樣的采集(ji)方法就導(dǎo)緻電流方(fāng)向始終保(bao)持同向。,可(ke)以看到,在(zai)勵磁電🔞
流(liu)的瞬态_上(shàng)升過程中(zhōng),勵磁電流(liu)還未進入(ru)穩态時👣系(xì)統就已經(jing)停止勵磁(ci),此時勵磁(ci)電流達到(dao)最大,約🌈爲(wei)190mA,。
電磁流量(liang)計勵磁電(diàn)流波形圖(tú)示
  由于勵(li)磁電流沒(mei)有達到穩(wen)态,與之對(dui)應的信号(hào)電💃壓也處(chù)🌍于非🔱穩态(tai)過程,主要(yao)包含流量(liàng)分量和微(wei)分幹擾㊙️兩(liang)部分,但❓是(shi),實際采集(jí)到的傳感(gan)器信号引(yin)入了直流(liu)🈲偏置和50Hz工(gong)頻幹擾,爲(wèi)此,對信号(hào)電壓進行(hang)梳狀帶通(tōng)濾波處理(li)以👅消除直(zhi)流✂️偏置和(he)工頻幹擾(rǎo)。各流量下(xià)信号電壓(yā)梳狀帶通(tong)濾波後的(de)🌈結果如圖(tu)3所💁示,信号(hào)電壓幅值(zhi)由低到高(gāo)對應的流(liú)量依次爲(wèi)0~22.5m3/h。其🌈中,圖2中(zhong)信号電壓(ya)與圖1中前(qián)2個半周期(qī)的勵磁電(dian)流相對應(ying),爲正負兩(liǎng)個半周期(qi)。可以看出(chu)🆚,在☀️非穩态(tài)上升過程(cheng)中㊙️,信号電(dian)壓的幅值(zhí)與管道内(nei)流量大小(xiǎo)仍是相關(guan)的。當流量(liang)爲零時,信(xìn)号電壓主(zhǔ)要爲微分(fèn)幹擾。

  由式(shì)(4)分析可知(zhi),電壓電流(liu)的比值與(yǔ)流量有關(guān)。爲了進🔴一(yi)步驗證電(diàn)壓電流比(bǐ)值與各流(liú)量之間的(de)關系,将經(jīng)過濾波處(chù)理的🏃🏻‍♂️信号(hào)電壓除以(yi)對應的勵(lì)磁電流,再(zai)對每個半(bàn)周期電壓(yā)電流比值(zhí)進行幅值(zhi)解調,最後(hòu)對解調後(hou)的比💰值取(qu)5點求均值(zhí)作爲每半(ban)周期的輸(shu)出結果。
  對(duì)各半周期(qī)的輸出結(jie)果求均值(zhi),再利用最(zuì)小二乘法(fa)拟合,拟🌈合(hé)出的關系(xì)曲線如圖(tu)3所示。圖3中(zhōng),電壓電流(liu)比值的🚶輸(shū)出結果落(luo)在💚拟合曲(qu)線上或均(jun)勻地分布(bu)在曲線兩(liang)側。可見,電(diàn)壓電流🌈比(bǐ)值與流量(liàng)有良好的(de)線性關系(xi);而流量爲(wei)零時對應(yīng)的值即爲(wei)電壓與💛電(diàn)流比值後(hòu)的幹擾部(bù)分,可作爲(wei)零點處理(lǐ)。
電磁流量(liang)計電壓電(dian)流比值處(chu)理結果與(yǔ)流量對應(yīng)關系圖示(shì)
4實時測量(liàng)
  爲了進一(yī)步驗證其(qi)精度,用C語(yǔ)言實現上(shang)述處理方(fang)法,研🈲制♍DSP軟(ruan)件。在基于(yu)DSP的瞬态測(cè)量系統.上(shàng)實時實現(xiàn)該測🌈量方(fang)法,進行水(shuǐ)流量标定(dìng)實驗.和功(gōng)耗測試。
4.1軟(ruǎn)件編程
  軟(ruǎn)件設計采(cǎi)用模塊化(hua)設計方案(an),主要功能(neng)模塊有:初(chu)始化💞模塊(kuài)、驅動模塊(kuai)、數據處理(lǐ)模塊、人機(ji)接口模塊(kuai)等,程序流(liú)程㊙️圖如圖(tu)4所示。系統(tǒng)上電後先(xian)進行初始(shǐ)化,然後配(pèi)置兩片ADC同(tóng)步采樣,開(kai)啓勵磁中(zhōng)斷,勵磁開(kai)始工作。半(bàn)周期采樣(yàng)結束後判(pan)斷采集到(dao)的信号🈲電(dian)壓是否超(chāo)限,之後調(diao)用算法模(mó)塊,刷新液(yè)晶顯示。在(zài)算法模塊(kuài)中,先是對(dui)采集到的(de)信号電壓(yā)進行梳狀(zhuang)帶通濾波(bo)處理,再将(jiang)濾波後的(de)電壓除以(yǐ)對應勵磁(cí)電流,然後(hou)對電壓☁️電(dian)流比值進(jìn)行半周期(qi)幅值解調(diào),對解調後(hòu)的比值取(qu)5點求均值(zhí)作爲輸出(chū)結果參⛷️與(yǔ)到流速的(de)計算。
4.2水流(liú)量标定
  将(jiang)電磁流量(liàng)變送器與(yǔ)國内某大(dà)型企業研(yan)制的40mm口徑(jìng)的夾持式(shi)傳感器相(xiang)配合,在實(shí)驗室的水(shuǐ)流量标✨定(dìng)裝置.上👨‍❤️‍👨,采(cǎi)取容積法(fa)進行标定(ding),即将電磁(ci)流量計測(ce)得的流量(liàng)結果與量(liang)筒内體積(ji)比較,驗證(zheng)電磁流量(liang)計的精🌏度(du)。實驗數據(jù)如表1所示(shi)

  如表1中數(shù)據所示,共(gòng)檢定了5個(ge)流量點,其(qi)中,最大流(liú)速爲5m/s,最小(xiǎo)流速爲0.3m/s。實(shí)驗結果表(biǎo)明,在勵磁(cí)頻率爲37.5Hz,勵(li)🐕磁時間爲(wei)8ms的瞬态測(cè)⛹🏻‍♀️量中🔴,流量(liang)計測量精(jīng)度達到0.5級(jí)🏃🏻‍♂️。實驗驗證(zheng)表明,利用(yong)勵磁電流(liú)的瞬态過(guò)程進行測(cè)量的系統(tǒng)❄️,采用電壓(ya)電流比值(zhí)的處理方(fāng)法能達到(dao)普通電磁(cí)流量計的(de)精度要求(qiu)。
4.3功耗測試(shì)
  功耗測試(shi)實驗DN40一次(ci)儀表的線(xiàn)圈電阻爲(wèi)56Ω,電感爲127mH,将(jiāng)其🐪分别與(yu)勵💛磁頻率(lü)爲12.5Hz.的普通(tōng)電磁流量(liàng)變送器和(hé)37.5Hz、8ms.勵磁的瞬(shùn)态測量系(xi)統相配合(hé)進行了勵(li)磁系統的(de)功耗測試(shì)。其中,通過(guo)測量勵磁(ci)電源的輸(shu)入電壓和(hé)👅輸入電流(liu)來計算勵(lì)磁電源的(de)輸入功率(lǜ)。
  普通電磁(ci)流量變送(sòng)器的勵磁(ci)系統采用(yòng)了高低壓(yā)電源切換(huàn)的控制方(fāng)式,其中,勵(lì)磁電源的(de)高壓爲80V,輸(shu)入電流爲(wei)12mA,低壓❌爲24V,輸(shu)入電流爲(wei)176.8mA,即勵磁電(diàn)源的輸入(rù)🔴功率爲5.20W。文(wen)中瞬态測(ce)量🔴系統的(de)🤩勵磁電源(yuan)輸入電壓(ya)爲24V,勵磁頻(pín)率爲37.5Hz時輸(shu)入電流爲(wei)✨65.4mA,即勵磁電(diàn)源的輸入(ru)💘功率爲1.57W.結(jié)果💃🏻表明,瞬(shun)态測量的(de)勵磁功耗(hào)約爲普通(tōng)電磁流量(liàng)計的🏃‍♂️30%。

5結束(shù)語
  針對電(dian)磁流量計(ji)瞬态測量(liàng)中由于信(xin)号電壓同(tong)時受到流(liu)量和時間(jian)影響而導(dao)緻電壓與(yu)流量關系(xì)不明确的(de)問題,通🔴過(guò)分💁析瞬态(tai)過程中動(dong)态變化的(de)勵🐪磁電流(liu)和信号電(dian)壓,提出了(le)電壓電流(liu)比值的瞬(shun)态測量方(fāng)法,确定了(le)電📱壓電流(liu)比🛀🏻值與流(liu)量之間的(de)關📧系。基于(yu)DSP的硬🌍件系(xì)統,采集瞬(shùn)态時的勵(li)❌磁電流和(hé)信号電壓(yā),利用文中(zhōng)方法在Matlab中(zhong)對💃🏻采集的(de)數據做了(le)相應處理(lǐ)。結果表明(ming),數據的處(chù)理結果🤟與(yǔ)流量有良(liáng)好🌈的線性(xing)關系。編寫(xiě)了💁DSP軟件,在(zai)基于DSP的系(xì)統上實時(shi)實現了瞬(shun)态測量方(fang)法,進行了(le)水流量标(biāo)定實驗。實(shí)驗✏️結果表(biǎo)明,系統的(de)測量精度(du)能達到0.5%,與(yǔ)普通電磁(cí)流量計相(xiàng)同。測👨‍❤️‍👨試了(le)普通電磁(cí)流.量計和(hé)瞬态測量(liang)系🈲統的勵(li)磁系統的(de)功耗,結✏️果(guo)表🍓明,瞬态(tài)測量時勵(lì)磁系統的(de)功耗約爲(wei)普通電磁(ci)流量計的(de)30%,瞬态測量(liang)方法在實(shi)現高頻勵(lì)磁的同時(shí)能夠極大(dà)地減小功(gōng)耗。

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