電磁流量計(jì)高頻勵(lì)磁方法研究與系統(tǒng)研制.pdf

1、電磁流量計(jì)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律工作的儀表，因測(cè)量管內(nèi)無(wú)阻流及活動(dòng)部件等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛測(cè)量水流量等導(dǎo)電介質(zhì)的流量。但是，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的普通電磁流量計(jì)無(wú)法應(yīng)用于測(cè)量存在1/f噪聲的漿液流量和需要極快響應(yīng)速度的灌裝測(cè)量。國(guó)內(nèi)使用的高性能電磁流量計(jì)幾乎由國(guó)外公司生產(chǎn)。為了研制高性能的電磁流量計(jì)，課題組提出了基于高低壓電源切換的勵(lì)磁控制方法，并研制了具有漿液測(cè)量功能的高性能電磁流量計(jì)。但是，在使用中發(fā)現(xiàn)，勵(lì)磁控制系統(tǒng)存發(fā)熱嚴(yán)重、勵(lì)磁頻率難以進(jìn)一步提

2、高、關(guān)鍵參數(shù)受勵(lì)磁線圈物理參數(shù)限制和儀表特征系數(shù)計(jì)算方法不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，本文做了以下幾方面工作:
　　(1)為了改善基于高低壓電源切換的勵(lì)磁控制系統(tǒng)發(fā)熱嚴(yán)重的問(wèn)題，本文對(duì)勵(lì)磁控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，簡(jiǎn)化高壓電源激勵(lì)回路、改進(jìn)H橋開(kāi)關(guān)電路和驅(qū)動(dòng)電路與研制新的恒流源控制電路，同時(shí)，給出高低壓電源切換勵(lì)磁控制系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算方法和最優(yōu)控制方法。通過(guò)對(duì)基于高低壓電源切換的勵(lì)磁控制系統(tǒng)的改進(jìn)，可以使勵(lì)磁控制系統(tǒng)消耗的電能減少約4

3、3％;給出的高低壓電源電壓計(jì)算方法和切換的控制方案，可以減少勵(lì)磁控制系統(tǒng)消耗的電能，同時(shí)有利于加快勵(lì)磁電流進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的過(guò)程。
　　(2)基于高低壓電源切換的勵(lì)磁控制系統(tǒng)存在問(wèn)題的根本原因是恒流控制方式，因此，提出了基于PWM調(diào)制的勵(lì)磁控制方法，即采用開(kāi)關(guān)調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)恒流源，以提供測(cè)量磁場(chǎng)。分析了其工作原理，并論證了由勵(lì)磁電流引起的流量信號(hào)的波動(dòng)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而說(shuō)明了該方法的有效性。給出勵(lì)磁控制系統(tǒng)的具體實(shí)施方案，研制

4、了PWM調(diào)制的勵(lì)磁控制系統(tǒng)，并與課題組已有的信號(hào)調(diào)理板和數(shù)字板相配合，形成完整的電磁流量計(jì)，進(jìn)行水流量標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了基于PWM調(diào)制的勵(lì)磁控制系統(tǒng)的精度。研制的PWM調(diào)制的勵(lì)磁控制系統(tǒng)可以大大減少勵(lì)磁控制系統(tǒng)的功耗，可以實(shí)現(xiàn)更高的勵(lì)磁頻率，提高了與一次儀表配合使用的靈活性，在進(jìn)行水流量標(biāo)定時(shí)可以達(dá)到0.5級(jí)的精度。
　　(3)為了解決儀表特征系數(shù)計(jì)算不當(dāng)?shù)膯?wèn)題，提出了基于示值誤差擬合的儀表特征系數(shù)計(jì)算方法，即以擬合后得到的最終流速